Mehr Produktivität auf den Feldern NCTE-Drehmomentsensoren steigern Leistung und Verfügbarkeit von Landmaschinen

Landmaschinen näher an der Belastungs-grenze fahren, dabei Überlastungen früh-zeitig erkennen und den Antrieb regeln, noch bevor Schäden entstehen: Mit mo-dernen Technologien können landwirt-schaftliche Betriebe noch effizienter und ökonomischer arbeiten. Erfasst man bei-spielsweise an der Abtriebswelle eines Traktors die auftretenden Drehmomente, geben die Daten Aufschluss über die Aus-lastung des angehängten Funktionsgerä-tes – etwa einer Ballenpresse, eines Feld-häcksler oder anderer Erntemaschinen. Diese Informationen sind wertvoll, denn nur, wenn die Auslas-tung bekannt ist, kann sie optimiert und so-mit die Leistung der Maschinen gesteigert werden.

Allerdings sind die ein-gesetzten Sensoren gerade in der Landwirtschaft häufig sehr rauen Umgebungsbedingungen (Vib-rationen, Temperatur, Biege- und Quer-kräften usw.) ausgesetzt; trotz der hohen Belastungen müssen sie langzeitstabil ar-beiten und dauerhaft exakte Werte liefern. Außerdem ist es wichtig, dass sie unemp-findlich gegenüber Umwelteinflüssen sind und Medien wie Öl, Wasser und Schmutz sowie hohen Temperaturen standhalten können – eine schwierige Herausforde-rung für die meisten Sensorsysteme.

Magnete statt Kleber

Der Unterhachinger Sensorspezialist hat mit der Serie 7000 einen neuen Drehmoment-sensor speziell für Landmaschinen entwi-ckelt, der sich auch in solch rauen Umge-bungen einsetzen lässt. Das Besondere an der Technologie ist das physikalische Prinzip der Magnetostriktion: Eine bereits vorhandene Welle wird mit Hilfe von Strompulsen dauerhaft magnetisiert. Da-bei entsteht unter der Wellenoberfläche ein langzeitstabiles, schwaches Magnet-feld, das sich verändert, sobald das Dreh-moment zu- oder abnimmt. Hochauflö-sende Magnetfeldspulen detektieren diese Veränderung berührungslos in einem Ab-stand von bis zu drei Millimetern. Die Spu-len werden in einen Spulenhalter vergos-

sen, so dass ihre Position zur Welle stets konstant bleibt. Bei externen magnetischen Störfeldern dient ein Gehäuse als zusätzli-che Abschirmung. Eine Auswerteelektronik erfasst die Veränderungen des Magnet-felds innerhalb von Mikrosekunden und wandelt sie in sichtbare und damit nutzba-re elektrische Signale um.

Da die Welle selbst zum Sensor wird, ist es nicht erforderlich, zusätzliche Komponen-ten zu verkleben. Dies macht das System äußerst robust gegenüber mechanischen, chemischen und thermischen Einflüssen: Der Sensor ist unempfindlich gegen Vibra-tionen, Biege- und Querkräften sowie Tem-peraturen zwischen -40 und +105 °C. Zu-dem arbeitet er vollkommen berührungslos, langzeitstabil und wartungsfrei. Das Ge-häuse ist gegen das Eindringen von Staub und Wasser geschützt (Schutzklasse IP67).

Dass die Technologie auch extremen Be-dingungen standhält, beweist sie unter anderem im Motorsport. Hier sind Hitze, Staub, Öl und starke Vibrationen an der Tagesordnung – eine kaum lösbare Aufga-be für Systeme, die auf dem Prinzip von Dehnmessstreifen basieren. Deshalb setzt beispielsweise Ian King, mehrfacher Euro-pameister im Dragracing (Beschleunigungs-

rennen), seit einigen Jahren die Drehmo-mentsensoren ein. Mit ihrer Hilfe misst er am Getriebeausgang seiner 1.500 PS star-ken Maschine die Leistung, um alle Kom-ponenten optimal auf das nächste Rennen einzustellen. Und auch in luftiger Höhe überzeugte die Sensorik bereits: Ein Ro-bustness-Test des Luftfahrtspezialisten Liebherr Aerospace zeigte, dass die Mess-ergebnisse nach über zwei Millionen Last-wechseln, 68 Temperaturzyklen, 120 Stun-den Vibration sowie einer achtwöchigen einseitigen Belastung weiterhin konstant blieben.

Flexible Anpassung an individuelle Bedürfnisse

Die Sensoren der Serie 7000 messen bidi-rektional, sowohl statisch als auch dyna-misch. Standardmäßig decken sie den Mess-bereich zwischen 3.000 und 5.000 Nm ab, bei Bedarf sind sie auf einen Bereich von 2.000 bis 8.000 Nm kalibrierbar. Die maximale Überlast liegt bei 10.000 Nm. Die Versorgungsspannung kann zwischen 9 und 28 Volt liegen. Als Ausgangssig-nale stehen analoge Ausgänge (0-10 V, 4-20 mA) sowie ein CAN Bus-Ausgang zur Verfügung. Optional ist der Sensor mit ei-nem Winkelsignal (360 Pulse pro Umdre-

Der Sensor der Serie 7000 wurde speziell für

den Einsatz in land- und forstwirtschaftlichen Maschinen

sowie im Baugewerbe entwickelt.

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Bilder: NCTE AGviceeinsatz die Einstellung der Maschinen, liefert wertvolle diagnostische Informatio-nen und spürt Problemfälle auf. Im Bereich Forschung & Entwicklung können Ergeb-nisse abgesichert und im Dauerlauf getes-tet werden – für noch leistungsfähigere Landmaschinen der Zukunft.

hung, 5 Volt TTL-Signal) oder einem einfa-chen Drehzahlsignal erhältlich. Zudem lässt er sich unkompliziert an vorhandene Steu-ergeräte des Fahrzeugs anbinden.

Geliefert wird der Sensor als anschlussfer-tige Einheit („Plug & Play“), so dass keine zusätzliche Elektronik erforderlich ist. Vor-gesehen ist eine einfache Flanschmontage; alternativ ist das System auch mit Zapf-wellenanschluss verfügbar (6 oder 21 Zäh-ne, 1 3/4 oder 1 3/8 Zoll). Besonders hilfreich für den Fahrer ist die optionale Anzeigeein-heit: Hier können Drehmoment und Dreh-winkel in Echtzeit auf dem Display angezeigt werden, so dass sich die Antriebsleistung direkt anpassen lässt. Gleichzeitig ist es möglich, die Daten für spätere Auswertungen auf der integrierten SD-Karte abzuspei-chern. Über eine USB-Schnittstelle können die Daten zudem auf einem PC ausgelesen und aufgezeichnet werden. Alle gängigen Schnittstellen zu Steuergeräten sind liefer-bar.

Ausgestattet mit zusätzlichem Winkelsig-nal, unterstützt der Sensor zudem im Ser-

Mit der Anzeigeeinheit lassen sich die Daten direkt anzeigen und gleichzeitig loggen.

Nutzen und Merkmale des Sensors

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NCTE AG82008 Unterhaching Fon: +49 (0) 89-66 5619-0www.ncte.de