Miniaturisierter, vibrationsstabiler Drehmoment- und Absolutdrehwinkelgeber

Turbinen, Lenkwellen in Autos, Wellen in Windenergieanlagen und Elektromotoren sind nur eine kleine Auswahl an Anlagen, in denen die Erfassung des Drehwinkels und / oder des Drehmoments heutzutage standardmäßig eingesetzt wird. Dabei haben diese Beispiele alle gemein, dass die Erfassung beider Größen bevorzugt berührungslos und gleichzeitig ohne Eingriff in die Welle gefordert wird, was bisher aber nicht möglich ist.

Um diese Lücke zu schließen, wurde ein berührungsloses Messverfahren für die Drehmomentmessung entwickelt, bei dem zuvor codierte Markierungen auf eine Welle aufgebracht und mittels Kameras ausgelesen werden (BMWi/AiF 18200 N). Für die Markierungen wird ein laserbasierter Oxidationsprozess auf der Oberfläche eingesetzt, der die Festigkeit der Welle nicht beeinflusst. Anbauten an die Welle, die die Festigkeit der Welle verringern, sind ebenfalls nicht notwendig. Trotz der grundsätzlichen Eignung des Messverfahrens gibt es noch Hemmnisse, die insbesondere kleine und mittlere Unternehmen davon abhalten, die für eine Produktentwicklung notwendigen Entwicklungsarbeiten zu starten. Im Rahmen von MiniVib sollen dabei vom Laser Zentrum Hannover (LZH) und IPH insbesondere Methoden zur wirtschaftlichen Fertigung bearbeitet werden. Dafür sind die Stabilität und Kosten der optischen Komponenten essentiell und zudem eine deutliche Erhöhung der Markiergeschwindigkeit erforderlich.

Die Ziele des Projekts gliedern sich wie folgt:

• Verbesserung der Robustheit des Messverfahrens gegenüber Vibrationen und in Bezug auf die Langlebigkeit und Auslesbarkeit der Markierungen
• Entwicklung der produktionstechnischen Grundlagen durch Verringerung des Synchronisationsaufwands der Messstellen zur Drehmomentbestimmung und Erhöhung der Markiergeschwindigkeit
• Erhöhung der Integrationsdichte durch Reduzierung der Baugröße der Optik und Beleuchtung und Verringerung der Markierbreiten