Dipl.-Ing. Stefan Stelzl, Produktmanager Sensorik, Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG in Ortenburg
1. Spaltanalyse in Axialkolbenpumpen 2. Lagerspaltmessung in Windkraftanlagen
Das System EddyNCDT 3060 wurde von Micro-Epsilon für die Weg- und Abstandsmessung konzipiert. Als leistungsfähiges Wirbelstrommesssystem ist es besonders für schnelle, berührungslose Wegmessungen auf metallische Messobjekte in industriellen Umgebungen geeignet. Sensor und Controller sind dabei aktiv temperaturkompensiert, sodass auch bei Temperaturschwankungen eine hohe Messgenauigkeit bis in den Mikrometerbereich erreicht wird. Die Sensoren sind für Umgebungstemperaturen bis maximal +200 °C sowie einen Umgebungsdruck von bis zu 20 bar ausgelegt. Messungen erfolgen mit einer Grenzfrequenz von maximal 20 kHz. Die kompakte Bauform des Controllers und die Feldbusanbindung ermöglichen zudem eine einfache Integration in Maschinen und Anlagen. Eine Besonderheit stellt die abstandsunabhängige Mehrpunktkalibrierung dar, mit der neben der werksseitigen Kalibrierung zusätzlich eine kundenseitige Feldlinearisierung erfolgen kann. Es besteht somit die Möglichkeit, mit der Controllerausführung DT3061 eine 5-Punkt-Linearisierung durchzuführen und damit die Messgenauigkeit nochmals zu steigern. Das DT3061 bietet darüber hinaus Schalt- und Temperaturausgänge sowie eine Speichermöglichkeit von Mehrfachkennlinien. Die Parametrierung des EddyNCDT 3060 erfolgt über ein bedienerfreundliches Webinterface, das über die Ethernet-Schnittstelle aufgerufen wird.
Aufgrund der robusten Bauweise und der hohen Messgenauigkeit wird das EddyNCDT 3060 unter anderem zur Überwachung von Schmierspalten sowie von thermischen Ausdehnungen eingesetzt. Und beispielsweise auch Wellenbewegungen sowie den Rundlauf von Maschinenteilen und Antriebskomponenten kann es bestimmen. Das induktive Wegmesssystem besteht dabei aus einem kompakten Controller, einem Sensor sowie einem Kabel, ist werkseitig auf ferromagnetische beziehungsweise nicht ferromagnetische Materialien abgestimmt und mit über 400 Sensormodellen kompatibel.
Spaltanalyse in Axialkolbenpumpen
Darüber hinaus kann das Wirbelstrommesssystem auch bei der Spaltanalyse in Axialkolbenpumpen eingesetzt werden. Hier überwachen die Sensoren bei hohen Drehzahlen, unter rauen Umgebungsbedingungen und auf besonders kleinem Raum sogenannte Dichtspalte. Diese Spaltmessungen im Inneren der Pumpen waren bisher aufgrund der extremen Anforderungen zumeist nicht möglich. Nun liefern die eingesetzten induktiven Miniatursensoren der Reihe EddyNCDT auch bei hohen Drücken und Temperaturen über +100 °C präzise Ergebnisse.
Die Pumpen selbst wandeln mechanisch gewonnene Bewegungsenergie in hydraulische Energie um. Häufig werden sie in Arbeitsmaschinen verwendet, die neben ihrer Fortbewegung gleichzeitig hydraulische Bewegungen wie Heben, Drehen oder Greifen ausführen können. Um hydraulischen Druck aufzubauen, rotiert dafür im Inneren der Pumpe ein Zylinder mit Kolben zwischen zwei fixierten Platten. Über diese Platten kann der gewünschte Druck durch Regulierung der Durchflussöffnung gesteuert werden. Damit sich die verbundenen mechanischen Teile möglichst lange drehen können, sollte die Reibung minimal sein. Deshalb sind zwischen den Bauteilen schmale Spalte vorhanden, die gleichzeitig optimale Gleiteigenschaften aufweisen. Meist sind diese Spalte unter 20 µm, teilweise sogar unter 10 µm breit. Neben der Reibungsreduzierung haben die Dichtspalte auch die Aufgabe, das Hydrauliköl im Kreislauf zu halten und beeinflussen damit die Wirkungsweise der Maschinen maßgeblich. Veränderungen im Spalt können von einem Druckverlust bis hin zum Ausfall der Pumpe führen. Das Verhalten des Spaltes wird deshalb am Teststand mikrometergenau gemessen, um die Konstruktion der Pumpen möglichst optimal auslegen zu können.
