Optimale Form von Drehteil zur induktiven Drehzahlerfassung

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

ich habe schon zum Thema geschrieben. Jetzt versuche ich es sytematyscher und deutlicher.
Niemand ist verpflichtet und wenn jemandem meine Frage nicht gefällt - verzeihung, aber trotzt das muss ich das machen.

ich habe es vor, den induktiven Drehzahlsensor BI8U-M18-AP6X zur Drehzahlmessung zu bestellen.

Mein Drehteil ist die Wellenkupplung - davon wird die Drehzahl gemessen.
Das ist eine Elastomerkupplung von Firma rw-kupplungen; Modell EKL 5 A  
Leider geht’s hier nicht, ein Bild anzuheften. Es sieht so aus wie gelinkt:
http://www.rw-kupplungen.de/PDF/rw_elastomerkupplung…

Die aktuell vorhandene Kupplung ist aus ALU, hat 26 mm Einbaulänge; 25 mm Außendurchmesser, die Streifen aus Kunststoff sind ca 2mm breit, max Drehzahl 5000rpm. Wellenbohrungen von beider Seiten je 9 mm Durchmesser.

Ich bin der Meinung, dass für eine vernünftige induktive Drehzahlmessung mit dem Sensor BI8U-M18-AP6X ich eine andere Wellenkupplung als vorhandene brauchte. 

Meiner Vorstellung nach, brauchte ich für induktiven Drehzahlmessung eine runde Wellenkupplung mit rechtekigen Zahn / Zähne, weil nur die Verzahnung der runden Kupplungsoberfläche die für den induktiven Drehzahlsensor notvendigen Feldänderungen=Interrupts machen könnten. Meine jetzige Kupplung hat keine Nocken/Zähne jetzt. 
Daher will ich entweder eine neue Kupplung mit Verzahnung bestellen oder ein Aufsatz-Hulse/Buchse mit Zahn/Zähne auf das vorhandene Kupplung aufbringen.
Maximale Soll-Abmessungen** :smiley:ie Einbaulänge von neuen Kupplung sollte aus konstruktiven Gründen möglichst nicht länger als ca. 32 mm sein (noch länger ist möglich aber kritisch) ;   und maximale Durchmesser der Kupplung sollte mögl. bis ca 42 mm incl. Verzahnung (noch größer ist möglich aber kritisch).  Bevor ich eine andere Kupplung mit Zahn/Zähne (oder ein Aufsatz/Hülse mit Zahn auf vorhandene Kupplung)  end-dimensionieren und bestellen werde, wollte ich wenn möglich Ihre Empfehlungen wissen.  

Meine Fragen wären, wie sollte das Form/Abmessungen  (empfohlene orientierungs-Werte) von meiner Wellenkupplung und deren rechteckigen Zähnen sein, wovon der erwähnte Drehzahlsensor die Drehzahl am optimalsten erfassen soll?: 

  1. Ermöglichten solche ** soll-Abmessungen der verzahnten Kupplung eine gute Drehzahlmessung mit dem Sensor? 

  2. Welcher Durchmesser der Kupplung- und Zahn-Abmessungen wären in meinem Fall:
    a) optimal   b) schon kritisch klein ?
    z.B. wären die aktuell vorhandene Kupplung + Verzahnung an Außenseite
    oder**soll-Abmessungen nicht zu klein ?  

  3. Ist ein Nocken oder Zahn besser für induktiven Signalerfassung als ein Nut an der aussen-Kupplungsoberfläche? 

  4. Welche Anzahl von Zähne wären induktiv optimal und zulässig?
    Wie sollten die optimale Abmessungen vom Zähn/ Zähne[?] (Höhe, Länge, Breite) an der außen-Oberfläche der Kupplung in meinem Fall sein?

#2

Wenns denn schon induktiv sein muss…
Dann ersetze die Klemmschraube der Kupplung durch eine mit einem angepassten Kopf.
Damit meine ich, der Schraubenkopf soll länger sein und mit der Kupplungsoberfläche abschließen.
Dann ist genug Eisen Material da, um den Sensor mit ca. 1,5 mm Abstand eindeutig und sicher anzuregen.
Vermutlich wird der Sensor schon ohne Schraubenverlängerung ausreichend reagieren; das müsstest du mal ausprobieren.
Irgendwelche heervorstehenden Nocken erzeugen Unwucht, fangen Schmutz und sind nur als mechanische Schalterbetätigungen üblich.
Da Prinzip der induktiven Signalgebung ist u.A. auch das Fehlen besonderer Aufbauten.
Viel Glück
R.

#3

Hallo,

ich habe schon zum Thema geschrieben.

Ja, und nicht nur einmal.

ich habe es vor, den induktiven Drehzahlsensor BI8U-M18-AP6X
zur Drehzahlmessung zu bestellen.

So? Warum gerade diese diesen?

Das ist eine Elastomerkupplung von Firma rw-kupplungen; Modell EKL 5 A  
Leider geht’s hier nicht, ein Bild anzuheften. Es sieht so aus
wie gelinkt:
http://www.rw-kupplungen.de/PDF/rw_elastomerkupplung…
Die aktuell vorhandene Kupplung ist aus ALU, hat 26 mm
Einbaulänge; 25 mm Außendurchmesser, die Streifen aus
Kunststoff sind ca 2mm breit, max Drehzahl 5000rpm.
Wellenbohrungen von beider Seiten je 9 mm Durchmesser.
Ich bin der Meinung, dass für eine vernünftige induktive
Drehzahlmessung mit dem Sensor BI8U-M18-AP6X ich eine andere
Wellenkupplung als vorhandene brauchte. 

Steht in irgend einer Doku des Herstellers eine Angabe zur min. Spaltbreite?
Könnte der Parameter Sn sein.

Warum suchst du nicht einen Sensor, der mit den 2mm-Spaltbreite zurecht kommt?

jetzige Kupplung hat keine Nocken/Zähne jetzt. 

Aber sie hat doch quasi Zähne, als Wechsel Metall - Elastomer.

Ansonsten lese die Datenblätter sorgfältig und Befrage den Hersteller zu evtl. fehlenden Angaben.
Da steht z.B. die max. Schaltfrequenz. Damit kann man bei bekannter Drehzahl leicht die max. Verzahnung ausrechnen.
Gruß Uwi

#4

Danke.

ich habe es vor, den induktiven Drehzahlsensor BI8U-M18-AP6X
zur Drehzahlmessung zu bestellen.

So? Warum gerade diese diesen?

Weil der von Abmessungen und Schaltabstand 5 mm passt. Und weil meine Kupplung aus Alu ist und der Sensor hat Faktor 1: heisst für alle Metalle.
Und weil je größer der Sensor ist, desto empfindlichere Komponenten hat er (was für kleine Kupplung aus induktiv schwachen Alu mit winzigen Kunststoffstreifen wichtig wäre) und ich habe den größten Sensor aus der Serie der möglichen genommen, was die Konstruktion erlaubt.
Und weil es mir vorgegeben wurde, einen induktiven zu nehmen. Nicht kategorisch, aber … obwohl ich selbst habe nichts gegen einen optischen Laser- oder noch besser - infrarot Drehzahlsensor. Ja, ich weiss, in Fall eines optischen Sensor habe ich dann weniger Kopfschmerzen mit Kupplung und winzigen „induktiv unsichtbaren“ Streifen.

Falls ihr mich für optischen „überredet“, sollte ich dann nur die vorhandene kleine Kupplung als Drehteil (25 mm Durchmesser) mit schwarzen unreflektierten Papier umwickeln und drauf ein Reflektionstreifen aufkleben ? Dann entsteht auch die Frage, ob Durchmesser der Kupplung nicht zu klein wäre und wie groß (Oberflächenlänge) sollte das ‚nichterflexierende Teil‘ und wie groß sollte ‚reflexierende Teil‘ sein- damit der optischen Sensor beide (refl und nicht-refl. Oberfläche) unterscheiden und entschprechend schlten könnte.

Steht in irgend einer Doku des Herstellers eine Angabe zur
min. Spaltbreite?
Könnte der Parameter Sn sein.

Ja, im Datenblatt steht: Bemessungsschaltabstand 5 mm;
Gesicherte Schaltabstand 2, 3, 4 oder 6 Zähne zu machen…

Warum suchst du nicht einen Sensor, der mit den
2mm-Spaltbreite zurecht kommt?

Wenn ein so was gibt - nehme ich den. Könnten Sie mir villeicht linken auf einen solchen?

Ja, und preislich 50-70 Euro ginge , ca 100 Euro - schon schwierig. Was weit über 100 Euro liegt - wird nicht genehmigt.

#5

Vielen Dank.

Dann ersetze die Klemmschraube der Kupplung durch eine mit
einem angepassten Kopf.
Damit meine ich, der Schraubenkopf soll länger sein und mit
der Kupplungsoberfläche abschließen.
Dann ist genug Eisen Material da, um den Sensor mit ca. 1,5 mm
Abstand eindeutig und sicher anzuregen.

Ja, die Idee finde ich super. Kann ich ausprobieren sobald der Sensor postalisch eingeht.

Vermutlich wird der Sensor schon ohne Schraubenverlängerung
ausreichend reagieren; das müsstest du mal ausprobieren.
Irgendwelche heervorstehenden Nocken erzeugen Unwucht,
Da Prinzip der induktiven Signalgebung ist u.A. auch das
Fehlen besonderer Aufbauten.

ok.
Nur inzwieschen habe ich ein Rohr (Ring) aus Stahl gefunden, 3 mm dickes Stahl, welches auf meine Kupplung gut einrutscht und mit kleinem Stück zwieschenpapier - gut festsitzt.
Mal gucken was darüber mein Chef sagt.

Im Stahlrohr kann Gewinde für Befestigungsschrauben machen und auf das Stahlrohr noch rechteckiges Stahl-Nocken mit Schrauben befestigen.

Oder wenn klappt - einfach im Stahlring (was meine Kupplung bekleidet) zwei Bohrungen zu machen - der Sensor könnte von Bohrungen villeicht schalten.

VG

#6

Hallo,
kurz in die Daten geschaut, hoffentlich nichts uebersehen.
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Kupplung
Aussendurchmesser 25 sind Umfang 78
Plus evtl Huelse aus Stahl
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Sensor
M18 sind etwa 16mm Durchmesser aktive Flaeche
Bei Abb4 Schaltfrequenz ist ein Messaufbau mit Zahn plus 2x so lange Luecke
Seite 106 bitte nachempfinden fuer Zahngeometrie
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Dann muss funktionieren, 2 Zaehne und 2 Luecken am Umfang, Zahn etwa halb so viel Winkel wie Luecke, Abstand zum Sensor unter 7mm, zB auch 3mm.
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Mit 5000 rpm sind das 167 Hz Signal.
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Die Kontur Stahl und Luecke kann auf die Kupplung (beschriebenes Rohr mit Aussparung) oder neben der Kupplung angebracht werden, wie ein extra „Zahn“-Rad.
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Mit Risiko sollten auch 3 Zaehne am Umfang gehen, gefuehlt Zahn deutlicher schmaler, Luecke etwas schmaler, Umfang groesser.
Beispiel D=30 U=94 Teilung 94/3=31
Zahn etwa 8…10 Luecke 21…23mm
Abstand naeher geschaetzt 2…5mm moeglich.
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Den Abstand kann man am laufenden System spaeter noch einstellen, Gewinde auf Sensor, gute Wahl.
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4 Zaehne wuerde ich nicht planen, vielleicht probieren wenn die Teile vorliegen und wenns noetig ist, die Frequenz ein wenig hoeher zu haben. Dazu Durchmesser der Zahnstruktur maximieren, nebenbei, das kann bei 2 oder 3 Zaehnen auch nicht schaden.
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Luecke tief
Bei dem gewaehlten Sensor muss der Zahn einen Abstand haben, und die Luecke zwischen zwei Zaehnen einen deutlich groesseren Abstand (Abstand von Sensor zu Boden der Luecke). Eine Folie aus Stahl auf dem Alu der Kupplung bringt wenig, ein dickeres Stahlror mit Aussparungen, darunter das Alu ordentlich weiter weg von Sensor, ist erforderlich. Oder Luecke neben Kupplung, noch besser, Sensor „schaut“ in Luft.
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Gruss Helmut

#7

Hallo,
kurz in die Daten geschaut, hoffentlich nichts uebersehen.
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Danke. Könnten Sie bitte auf die von Ihnen erwähnte Daten-Dokumentation linken?
Ich habe nur Datenblatt vom Sensor gelesen. Wo ist die Daten-Dokumentation zu finden?

#8

Hallo,
pdb.turck.de/media/_de/Anlagen/d101550.pdf‎
ab 104 ff
zur Zahnform und Messverfahren schreiben sie auch in diesem Dokument
Seite 64 und Bild Schaltfrequenz Seite 65
www.turck.nl/download/files/catalogusuproxplus.pdf
Plus Datenblatt Sensor, und die Erkenntnis, mehr Durchmesser erlaubt mehr Zaehne gleicher Teilung (Teilung=Zahn plus Luecke), mehr brauchts doch nicht.
Gruss Helmut