Das Wichtigste
Verwenden Sie einen Schleifring, wenn die Welle ein freies Ende hat oder durch einen tubenförmigen Schleifring geführt werden kann, und wenn Sie viele Kanäle oder ein analoges Signal ohne Bandbreitenbegrenzung benötigen. Verwenden Sie kabellose Telemetrie, wenn die Welle nicht zerlegt oder verändert werden kann oder wenn nichts sie berühren darf. Dieselbe Dehnungsmessstreifen-Brücke misst in beiden Fällen das Drehmoment; nur die Art, wie das Signal die Welle verlässt, ändert sich.
Ist das Ende der Welle frei?
Das bestimmt die Montage. Ein Schleifring am Wellenende setzt ein freies Wellenende voraus. Eine Welle ohne freies Ende erhält einen tubenförmigen Schleifring, einen Anbausender oder eine geteilte Klemmhülse.
- Freies Ende, z. B. eine Riemenscheibe, ein Rad oder eine Getriebewelle: Schleifring am Wellenende der Baureihe S oder SR. Die Baureihe S wird mit zwei Schrauben montiert und benötigt 30 bis 38 mm Länge.
- Kein freies Ende, Welle zerlegbar: tubenförmiger Schleifring der Baureihe B. Die Welle führt durch die Bohrung, 30 bis 81,3 mm, die an kleinere Wellen angepasst werden kann.
- Kein freies Ende, Welle nicht zerlegbar: Anbausender CIT oder CBT, auf einer Welle von 25 mm oder mehr angeschnallt, oder die geteilte Klemmhülse TEL-SC, die sich um Wellen ab 23 mm schließt.
- Freies Ende bei hoher Drehzahl, ohne gewünschtes Lager: Telemetrie am Wellenende Modell T3 oder T8.
- Volle Welle in einem Gehäuse: Weder ein tubenförmiger Schleifring noch ein Sender passt um die Welle. Die Welle wird in einer Bohrung mit Dehnungsmessstreifen (DMS) versehen, und das Signal verlässt über die Radnabe zu einem Schleifring oder einem Telemetrie-Paket am Rad.
Wie lange dauert der Versuch, und woher kommt die Versorgung?
Bei einem Schleifring erreicht die Versorgung den Rotor über die Kontakte, die Versuchsdauer hängt daher nicht von einer Batterie ab. Bei der Telemetrie dreht sich der Sender mit der Welle und benötigt eine eigene Versorgung: eine Batterie, welche die Versuchsdauer festlegt, oder Induktion, was sie nicht festlegt.
- Batterie: keine zu installierende Spule, daher minimaler Platzbedarf. Der CBT läuft 48 h mit einer Dehnungsmessstreifen-Brücke (DMS) und 36 h mit zwei; der CBT-mini läuft bis zu 28 h mit einer Brücke.
- Induktion: eine feste Spule versorgt den Sender kontaktlos, ohne zu wechselnde Batterie. Der CIT und der TEL-SC sind für lange Versuche ausgelegt.
- Auf einer Seitenwelle hält ein Induktionsring den Sender versorgt, während sich die Welle im Federweg bewegt.
- Der T3 und der T8 werden per Induktion versorgt, die Primärspule liegt etwa 3 bis 5 mm vom Sender entfernt.
Wie viele Kanäle?
Zählen Sie die Dehnungsmessstreifen-Brücken (DMS) und die Thermoelemente. Ein Schleifring wird in Kanälen angegeben, und jeder Sensor benötigt mehrere; ein Telemetrie-Sender wird in Kanälen angegeben.
- Schleifringe für das Wellenende: 4 bis 10 Kanäle bei der Baureihe S, 10, 20 oder 36 bei der Baureihe SR, 45 oder 60 beim SR45A-AXHS und SR60A-AXHS.
- Rohrschleifringe: 4 bis 8 Kanäle bei der Baureihe B.
- Anschraub-Telemetrie: 1 oder 2 DMS-Brücken beim CIT und CBT, 1 beim CBT-mini.
- Spaltklemmring: der TEL-SC trägt bis zu 3 Kanäle bei Ringen unter 76 mm, bis zu 12 bei größeren Ringen, Dehnungsmessstreifen (DMS) oder Thermoelement.
- Mehrkanal-Telemetrie: 1 bis 8 DMS- oder Thermoelement-Kanäle beim M560, 3 beim Modell T3, 8 beim Modell T8.
Wie schnell dreht sich die Welle?
Die Wellendrehzahl muss unter der Nenndrehzahl des Schleifrings bleiben, die bei der Baureihe SR mit steigender Kanalzahl sinkt. Die Telemetrie am Wellenende hat kein Lager und keine Verschleißteile.
- Baureihe S: 12 000 min⁻¹ standardmäßig, bis zu 20 000 min⁻¹ als Option.
- Baureihe SR: 12 000 min⁻¹ für den SR10M, 4 000 min⁻¹ für den SR20M, 2 400 min⁻¹ für den SR36M; 2 000 min⁻¹ mit kontaktierenden Rotierdichtungen (W).
- Modelle T3 und T8: erprobt bei 24 000 min⁻¹, ohne festgelegte Obergrenze und ohne periodische Wartung.
- CBT auf einer schneller drehenden Welle, die einen Auswuchtausgleich benötigt: das Gegengewicht 180° gegenüber dem Sender montieren.
Welche Bandbreite und welches Signal benötigen Sie?
Ein Schleifring überträgt das analoge Signal selbst, ohne Bandbreitenbegrenzung. Die Telemetrie digitalisiert das Signal auf der Welle und überträgt es per Funk mit Fehlerprüfung; die Bandbreite wird daher vom Sender bestimmt.
- Schleifring: Ringe und Bürsten aus Edelmetall halten die Änderung des Übergangswiderstands bei 0,1 Ω Spitzenwert, niedrig genug für Dehnungsmessstreifen (DMS) und Thermoelemente. Ein mitrotierender Messverstärker hebt das Signal vor den Ringen auf ein High-Level-Spannungsniveau, für niedrige Dehnungspegel, hohe Drehzahlen, Vibrationen oder elektromagnetische Störungen.
- CBT: 3 kHz Abtastrate pro Kanal, 12 bit, analoger Ausgang ± 10 V. CBT-mini: 7 kHz, 14 bit.
- Modell T3: bis zu 7 kHz pro Kanal. Modell T8: Bandbreite von Gleichstrom bis 1 kHz, 16 bit.
- M560: 16 bit, gleichzeitige Abtastung aller Kanäle, von Gleichstrom bis 1,5 kHz, analoger Ausgang ± 10 V pro Kanal.
- Ein Schleifring kann auch einen Drehgeber für Drehzahl und Winkel der Welle aufnehmen: 60 Imp./Umdr. bei den SR/E60 und den Versionen der Baureihe B /E60, 512 Imp./Umdr. in Quadratur beim SR/PE512, 256 bis 512 Imp./Umdr. beim SR/ERT.
Welche Umgebung, welches Budget?
Beide Lösungen gibt es in gekapselten Versionen für den Einsatz auf der Straße und im Gelände. Kostenseitig nennt Michigan Scientific den Schleifring im Vergleich zu den meisten berührungslosen Systemen als die kostengünstigere Lösung.
- Wetterfeste Schleifringe: die wetterfesten Versionen der Baureihe B vertragen Wasser, Schlamm, Schnee und Staub an einer Antriebswelle; die Baureihe SR akzeptiert Dichtungen W oder B.
- Telemetrie-Gehäuse: der CBT, der CBT-mini und der CIT sind IP67; der M560 ist gegen Vibrationen, hohe Beschleunigungen und Schmutzstoffe gekapselt.
- Temperatur: −40 bis 121 °C für die Baureihe S und die Baureihe SR, −40 bis 125 °C für den M560 und das Modell T8, −40 bis 85 °C für den CIT. Die Batterien begrenzen den CBT auf −20 bis 50 °C und den CBT-mini auf −40 bis 60 °C.
- Funkreichweite über die 2,4-GHz-Verbindung: 1 bis 2 m beim CBT, 3 bis 4 m beim CBT-mini und dem CIT mit M540-Telemetrie, 1 bis 3 m beim Modell T3.
- Elektrische und hybride Antriebsstränge: Telemetrie wird an Ein- und Abtriebswellen des Getriebes eingesetzt, und das T8 liest Thermoelemente Typ K an Rotoren von Elektromotoren.
Zusammengefasst
- Freier Wellenstummel: Schleifring der Baureihe S oder Baureihe SR. Hohe Drehzahl an einem Wellenstummel ohne Lager: Modell T3 oder T8.
- Kein freies Ende: rohrförmiger Schleifring der Baureihe B, wenn die Welle zerlegt werden kann, CIT, CBT oder TEL-SC, wenn nicht.
- Kurzer Versuch oder kein Platz für eine Spule: Batterie (CBT, CBT-mini). Langer Versuch: Induktion (CIT, TEL-SC).
- Viele Kanäle oder analoges Signal ohne Bandbreitenbegrenzung: Schleifring. Bis zu 8 Kanäle berührungslos: M560 oder Modell T8.