Drehmomentsensoren Hersteller – Vergleich

Drehmomentsensoren wandeln Torsionskräfte in ein elektrisches Signal um. Das Ausgangssignal ist der Last proportional. In rotierenden Antriebssträngen trennt das Messsystem Mechanik und Elektronik: Die Messwelle überträgt das Moment. Die Signalverarbeitung verstärkt und konditioniert die Spannungsänderung für Steuerung und Überwachung. Wo reproduzierbare Kraftmessung gefordert ist, zählt die Auflösung mehr als die Baugröße.

Typen nach Messprinzip und Messdatenübertragung

Dehnungsmessstreifen dominieren, weil der Metallkörper unter Last nur mikroskopisch nachgibt. Die Verformung erzeugt eine Dehnung, die der Sensor als Widerstandsänderung erfasst. Ein Verstärker formt daraus ein stabiles Messsignal. Im Fokus steht nicht der Drehwinkel, sondern die torsionale Steifigkeit der Geometrie. Bei Montagefehlern im Wellenstrang treten Querkräfte auf. Deshalb begrenzen Hersteller häufig die zulässige Schnittkraft am Sensor.

• Berührungslos: Induktionsspulen oder Funk übertragen Speisespannung und Messdaten ohne Schleifring. Die lagerlose Kopplung reduziert Lagerreibung bei hoher Geschwindigkeit.
• Schleifring: Bürsten kontaktieren den Schleifring, leiten Spannung weiter und tolerieren raue Umgebungen. Abrieb wirkt jedoch als Störfaktor im Langzeitbetrieb.
• Bauform: Flanschausführung, Reaktionssensor oder Wellenstrang-Sensor definieren Baulänge, Anschlussbild und die mechanische Einleitung der Systemkraft.

Anwendungsfall: Bei Getriebeprüfung am Prüfstand mit 20 000 U/min stabilisiert ein berührungsloser Drehsensor das Feedback-Signal, weil keine Bürstenresonanz auftritt. Der Integrationsaufwand für die digitale Schnittstelle steigt, die Signalqualität bleibt bei der Drehzahlmessung jedoch konstant.

Auslegung nach Kennwerten: vom Bauraum bis zur Schnittstelle

Bei Messbereichen von 0,1 Nm bis 50 kNm definiert die Überlastsicherheit die Grenze für die Momentenbegrenzung im Antrieb. Kurze Drehmomentspitzen zerstören sonst Klebeschichten und Leiterbahnen. Die Genauigkeitsklasse bestimmt den Messverstärker samt Ausgangssignal. Der verfügbare Bauraum limitiert die Kupplungsgeometrie. Temperatur und Feuchtigkeit diktieren die Schutzart nach DIN EN 60529. Entscheidend ist eine saubere Kennlinie unter Extrembedingungen wie Temperaturschwankungen, nicht die reine Nennleistung.

Anwendungsfall: In einer Leistungsbremse für Komponententest am Verbrennungsmotor verlangt das Typenschild oft IP67 sowie -20 °C bis +80 °C. Andernfalls dringt Kondensat aus einer Klimaanlage in Dichtungen ein. Die passende Schnittstelle koppelt dann analog oder per Feldbus an Produktionsmesstechnik und Prozessüberwachung an.

Normenbezug, Kalibrierung und Störfestigkeit im Betrieb

Kalibrierung nach DAkkS-DKD-R 3-7 quantifiziert Linearität, Hysterese und Temperatureinfluss eines Drehmomentmesssystems. Das Protokoll sichert die Nachvollziehbarkeit in der Lieferkette. Für die EMV gelten DIN EN 61000-6-2 und DIN EN 61000-6-4. Abschirmungen reduzieren leitungsgebundene Einkopplungen in die Verstärkerzüge des Sensors. ISO 9001 verankert die Dokumentation von Materialchargen und die Prüfmittelverwaltung in der Qualitätssicherung.

• Dichtungssystem: Elastomere oder metallische Dichtungen halten aggressive Medien ab und schützen Leiterzüge vor Feuchtefilm.
• Drucksensor-Kopplung: Hydraulische Prüfstände kombinieren Drucksensor und Drehmomentmessung zur Plausibilisierung von Verlustleistungen bei Getriebe und Pumpe.

Anwendungsfall: In einem Industrieroboter mit Werkzeug-Wechselkopf begrenzt eine Kraftbegrenzung das Abreißmoment am Flansch auf 60 Nm. Der Sensor liefert schnelles Feedback für Freiheitsgrad-Regelkreise. In Medizinroboter-Achsen unterstützt derselbe Ansatz Mikrobewegungen in der Chirurgie und die Qualitätsüberwachung in fahrzeugbau-nahen Montageprozessen.