Drehbegwegung feststellen ???

[opus84]

Guten Abend Miteinander !

Hier mal eine kleine ungewöhnliche Aufgabe an euch, bei welcher jemand hier vllt eine Antwort / Empfehlung parat hat.

Eine Elektromagnet zieht im eingeschalteten Zustand einen Flansch auf eine Reibfläche und hält diesen durch den magnetischen Fluss fest >>> besser bekannt als elektromagnetische Bremse.
Der Flansch selbst hat eine glatte metallische Oberfläche und sitzt auf einer Welle.

Für den Fall, dass es nun eine "Überlast" gibt, soll heißen das Drehmoment an der Welle (Flansch) ist größer als die Haltekraft der Elektromagnetischen Bremse, und der Flansch beginnt sich zu drehen, soll die Elektromagnetische Bremse automatisch ausschalten.
Hat jemand eine Idee, wie man den Stillstand bzw. das Drehen des Flansches (am besten berührungslos) feststellen könnte ? Bautechnisch geht es nur am äußeren Rand des Flansches...

Ich kann bei bedarf morgen eine Skizze nachreichen.

Vielen Dank schon mal im vorraus

Alex

[T4Sven]

Vieleicht mit einer ReflexionsLichtschranke ? Wenn ein aufgebrachter weißer Punkt an der Welle die Lichtschranke durchfährt gibt diese einen kurzen impuls ab den du weiterverarbeiten kannst . z.B selbsthalterelais unterbricht . Das fällt mir jetzt spontan ein :D

[PICture]

Hallo!

@ opus84

Ich würde dafür z.B. Drehgeber, an der Achse vom Flansch nutzen. ;)

[opus84]

Hallo allerseits,

Danke schon mal für die Antworten !
Anbei noch eine Skizze wie ungefähr der Aufbau der Sache ist. Ein Abgreifen der Drehbewegung an der Welle/Achse ist leider nicht möglich.
24996

Meine Überlegungen bisher :

- Hallsensor zur berühungslosen Erfassung am Außenrand - fällt aber wohl wegen dem bestehenden magnetischen Feld weg ???!!
- Induktiver Sensor - hierfür müsste der Flansch am Außenrand eine Art "Zahnprofil" haben, damit der Sensor ein wechselndes Signal bekommt...
- Strommessung der Elektromagnet-Spule, der Spulenwiderstand ändert sich minimal entsprechend der "magnetischen Sättigung" > dreht sich der Flansch gibt es "Störungen" im Magnetfeld. Allerdings liegen diese Änderungen nur im mA Bereich und ob das sich wirklich messen lässt ist fraglich ??? Alleine durch die Erwärmung der Spule ändert sich ja schon der Widerstand...
Kennt jemand einen Stromsensor bis 1A bei 12VDC ???


Viele Grüße

Alex

[ranke]

Relativ einfach wäre das Anbringung von Markierungen am Rand des Flansches, deren Bewegung dann von einem feststehenden Sensor erfasst werden kann. Optisch würde ich in diesem Zusammenhang weniger empfehlen, wegen Verschmutzungsgefahr durch Bremsabrieb. Wenn der Bremsstaub ferromagnetisch (eisenhaltig) ist, entfallen auch Lösungen mit eingebautem Permanentmagnet. Also entweder kapazitiv oder induktiv. Wenn keine Markierungen anzubringen sind wird es schon schwieriger.

- - - Aktualisiert - - -

Die Strommessung kann mit einem Serienwiderstand (Shunt) ausgeführt werden. Der Spannungsabfall am Shunt wird gemessen und ist proportional zum Stromfluss. Stromänderungen von 1 mA bei einem Strom von 1A ist prinzipiell meßtechnisch kein Problem. Allerdings gibt es zusätzliche Einflußgrößen: Die Temperatur der Wicklung und evt. des Shunts beeinflussen deren elektrischen Widerstand, da kann man mit etwa 4mA Stromänderung pro Grad Temperaturänderung rechnen. Außerdem ist die anliegende Spannung möglicherweise nicht ausreichend stabil. Die Spannung kann ebenfalls gemessen werden, deren Einfluss sollte sich damit herausrechnen lassen. Die Schwankungen durch Temperaturänderung sind naturgemäß durch eine längere Zeitkonstante gekennzeichnet und lassen sich dadurch möglicherweise herausfiltern. Eine weitere mögliche Störgröße wären noch Widerstandsschwankungen durch Übergangswiderstände z.B. an Steckverbindungen. Da sollte man darauf achten dass es im Meßkreis keine unzuverlässigen Verbindungen gibt.

[oberallgeier]

Hi Alex,

die Lösungssammlung von Dir ist ja schon mal ein Fortschritt.


... Meine Überlegungen bisher ... Induktiver Sensor ... Strommessung der ...Spule ...Zu Deiner Zustandsbeschreibung fallen mir zwei Dinge ein. Erstmal finde ich es eigenartig, dass genau dann, wenn der Verbund nicht mehr hält der Halte-/Bremsmagnet ausgeschaltet wird. Aber das ist ja nicht wirklich relevant für die aktuelle Aufgabe. Ich vermute, dass Flansch (F) und Bremsscheibe (S) im Betrieb rotieren - also so ne Art Scheibenbremse die nicht für den Haltebetrieb gedacht ist. Damit erweitert sich die Aufgabenstellung etwas. Interessant wäre es schon etwas mehr davon zu erfahren - auch zu den Umgebungsbedingungen: Staub, Schmutz, Öl, Exgefahr, Unterwasserbetrieb usf.

Das Folgende also nur für den Fall, dass beim Ende der Haftreibung beide Teile drehen.

Um eine Relativbewegung von F und S festzustellen muss entweder einer der beiden Partner den anderen beobachten und das Ergebnis an die ruhende Umgebung senden; sprich es kommt eine Telemetrielösung in Frage. Lösungsansatz zwei ist die Messung der Drehzahl von F und von S und die Detektion einer Differenz. Dazu kommt natürlich auch die Frage nach der Dynamik des Systems. Bei einer Umdrehung pro Stunde und einer Marke am Umfang dauert es u.U. schlappe zwei Stunden, bis die Differenzlösung zu einem Entschluss kommen kann - mal seeehr plakativ, da wäre die Telemetrielösung sinnoll. Egal wie eine tatsächliche Lösung aussieht. Und dann wärs noch interessant die vermutete Schalthäufigkeit zu kennen.

Vielleicht könntest Du dazu noch etwas beibringen, vielleicht werden dann unsere Lösungsansätze passender.

[i_make_it]

1234567890

[JoeM1978]

Beeinträchtigt das nicht die Materialstärke bzw stabilität an der Flansch ? kann man das "verkraften"
Alternativ könntest auch anstadt löcher... Gewinde reinmachen und kleine Schräubchen eindrehen und den Sensor etwas weiter hinten setzen.
Dann wär das Material zumindest nicht ganz so sehr geschwächt wenn ne Schraube den Raum wieder füllt.
... vieleicht wärs sogar besser an der Aussenseite der Flansch

[i_make_it]

1234567890

[opus84]

Hallo !

Danke für die vielen Antworten.

Die Zeichnung ist nur eine Skizze, also nicht maßstäblich !

Das die Bremse öffnen soll im Fall einer Überlast ist rein eine Schutzmaßnahme für die Bremse. Bei der entstehenden Reibung würde die sich bald in Rauch auflösen, und ist wie gesagt nur eine Schutzmaßnahme. Im normalen Betrieb ist mit dieser Situation also nicht zurechnen.

@ Oberallgeier : Nein, die Bremse bzw. der Elektromagnet ist fest am Gehäuse befestigt. Dreht sich also nicht. Es geht rein darum fest zustellen, das im gebremsten Zustand der Flansch auch wirklich nicht dreht.

Wenn sonst niemand mehr eine andere Art von Sensor empfehlen kann, wird die Lösung wohl in Richtung des "ABS Rings" gehen, allerdings in radialer Ausführung, sprich am Außenrand des Flansches. Dieser ist auch massiv genug, da machen ein paar Bohrungen bzw. Ausfräsungen nichts.

Die Lösung der Strommessungen/-überwachung wäre auch noch interessant, allerdings durch die vielen Faktoren wohl zu unzuverlässig...
Dann lieber die einfache Kontrolle eines digitalen Sensors auf eine steigende oder fallende Flanke.

Vielen Dank an alle und frohe Ostern

Alex

[opus84]

Guten Tag,

kann mir jemand auf die Sprünge helfen ?
Wenn ich einen induktiven Sensor an den Mikrocontroller Eingang anschließen will, dieser aber mit 12VDC versorgt wird, muss dann wohl ein Spannungsteiler vor den Eingang ?!

Das ist das Schaltbild des Sensors, ist ein PNP mit NO :

25021

Vielen Dank !

Grüße

Alex

[ranke]

Die meisten dieser Sensoren haben einen Open-Collector (OC) Ausgang. Gibt es in npn oder als pnp. Wenn man einen npn open collector wählt braucht man keine spezielle Spannungsanpassung. Die Funktion ist etwa die eines Schalters gegen Masse, der bei Annäherung von Metall geschlossen wird. Sonst ist der Schalter offen. Am MC muss man nur einen Widerstand gegen den Pluspol der Spannungsversorgung des MC vorsehen damit bei offenem Schalter der MC Eingang definiert auf High liegt. Der Wert des Widerstands ist unkritisch, typische Werte liegen zwischen 1kOhm und 10kOhm.
Die Minusanschlüsse von 5V (MC) und 12V (Sensor) müssen verbunden werden.

[opus84]

Hallo ranke !

Danke für die Antwort. Dann werde ich mir mal einen NPN-Sensor zulegen.

Viele Grüße

Alex