Technologie 10.09.2013 2 Bewertung(en) Rating

Extruder vor Überlast schützen

Mit den Drehmomentsensoren von NCTE kann die Produktion effizienter gestaltet werden. Zudem lassen sie sich leicht und kostengünstig, auch in kleinen Maschinen, nachrüsten.

Extruder werden immer leistungsfähiger: In den letzten Jahren konnten Durchsätze, Antriebsleistung und Drehmomentdichte kontinuierlich gesteigert werden. Ein weiteres Ziel ist es, kritische Belastungsspitzen während des Produktionsprozesses zu vermeiden; dies schützt die Maschinen und verringert die Gefahr von Produktionsausfällen.

 - Die Elektronik (links), die magnetisierte Welle (rechts) und der Sekundärsensor mit integrierten Magnetfeldspulen (hinten) bilden gemeinsam das komplette Sensorsystem
Die Elektronik (links), die magnetisierte Welle (rechts) und der Sekundärsensor mit integrierten Magnetfeldspulen (hinten) bilden gemeinsam das komplette Sensorsystem
NCTE

Drehmomentsensoren geben Aufschluss über die Kräfte im Inneren des Extruders. Angebracht werden sie an den Kupplungshülsen zwischen Getriebe und Verfahrensteil, an den Schnecken oder den Getriebewellen. Verklemmen die Schneckenwellen, oder steigt die Belastung so stark an, dass Wellen oder Getriebe brechen könnten, erkennen die Sensoren dies innerhalb von Sekundenbruchteilen und greifen in die Steuerung ein, bevor Schäden entstehen.

Robuste Sensoren durch Magnetostriktion

Herkömmliche Sensorsysteme eignen sich kaum für den Einsatz in Extrudern: Hohen Temperaturen, Flüssigkeiten, Reinigungs- und Schmiermitteln halten sie meist nicht dauerhaft stand, da sie verklebt werden. Deshalb verwendet der Unterhachinger Sensorhersteller NCTE für seine Drehmomentsensoren das Prinzip der "Magnetostriktion“: Ein bereits vorhandenes Bauteil, etwa eine Welle, wird durch Strompulse dauerhaft magnetisiert. Unter der Wellenoberfläche entsteht ein langzeitstabiles, schwaches Magnetfeld, das sich verändert, sobald das Drehmoment zu- oder abnimmt. Hochauflösende Magnetfeldspulen detektieren diese Veränderung berührungslos in einem Abstand von bis zu drei Millimetern. Eine Auswerteelektronik verwandelt die Daten in sichtbare, nutzbare elektrische Signale.

 - An der Anzeigeeinheit kann das anliegende Drehmoment abgelesen werden. Hier beträgt das Drehmoment 0,985 Nm
An der Anzeigeeinheit kann das anliegende Drehmoment abgelesen werden. Hier beträgt das Drehmoment 0,985 Nm
NCTE

Zuverlässige Messung unter schwierigen Bedingungen

Da ein bestehendes Bauteil durch magnetische Codierung selbst zum Sensor wird, muss keine zusätzliche Komponente verklebt werden. Dies macht den NCTE-Sensor unempfindlich gegenüber schwierigen Umweltbedingungen. Zudem ist der Sensor robuster und langlebiger als Systeme mit Dehnungsmessstreifen, da keine Schleifkontakte vorhanden sind und die störanfällige Übertragung der Signale via Telemetrie entfällt. Dass der Sensor darüber hinaus langzeitstabil ist, zeigte ein Robustness-Test des Luftfahrt-Spezialisten Liebherr Aerospace mit über zwei Millionen Lastwechseln, 68 Temperaturzyklen, 120 Stunden Vibration sowie einer achtwöchigen einseitigen Belastung.

 - In diesem Gehäuse ist die Elektronik verbaut. Sie wandelt die Magnetfeldänderungen in sichtbare und damit nutzbare elektrische Signale um
In diesem Gehäuse ist die Elektronik verbaut. Sie wandelt die Magnetfeldänderungen in sichtbare und damit nutzbare elektrische Signale um
NCTE

Für alle NCTE-Sensoren lassen sich die Schutzarten IP67 und IP69K (Schutz des Gehäuses gegen Staub und Wasser) umsetzen. Außerdem sind sie auf Wunsch ATEX-tauglich, dürfen also in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden.

 - In die Elektronik werden SMD-Spulen eingebaut; sie messen die Magnetfeldänderung
In die Elektronik werden SMD-Spulen eingebaut; sie messen die Magnetfeldänderung
NCTE

Da sich die Sensorik leicht und kostengünstig nachrüsten lässt, macht sie sich auch bei kleineren Maschinen schnell bezahlt. Überlastsituationen werden zuverlässig ausgeschlossen, der Extruder kann näher an seinen Lastgrenzen gefahren werden. Dies schont Maschinen und Material und spart Rohstoffe sowie Zeit und Geld für teure Wartungsarbeiten – die Produktion wird effizienter.

reh

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