Einleitung
Laser-Drehzahlmesser und optische berührungslose Drehzahlmesser verwenden häufig ein Reflexionsband zur Drehzahlerfassung. Jedes Mal, wenn die reflektierende Markierung den optischen Erfassungsbereich passiert, entsteht ein deutliches Reflexionssignal, aus dessen Frequenz das Gerät die Drehzahl berechnet.
Das Reflexionsband sollte daher nicht beliebig angebracht werden. Position, Sichtbarkeit, Haftung und die Anzahl der Reflexionssignale pro Umdrehung können die Stabilität und Zuverlässigkeit der Messung unmittelbar beeinflussen.
Das Wichtigste im Überblick
● Das Reflexionsband muss auf einem Bauteil angebracht werden, das sich mit derselben Drehzahl wie das Messobjekt dreht.
● Eine ebene und für den optischen Sensor gut erreichbare Fläche ist vorzuziehen.
● Für eine normale Drehzahlmessung wird üblicherweise eine Reflexionsmarkierung pro Umdrehung verwendet.
● Bei Scheiben, Schwungrädern oder Riemenscheiben ist eine Position mit ausreichendem Abstand zur Drehachse häufig leichter anzuvisieren.
● Bei ausreichend großem Durchmesser und geeigneter Oberfläche kann das Reflexionsband direkt auf einer Welle angebracht werden.
● Bereiche in der Nähe von Abdeckungen, Kanten, Nuten oder zusätzlichen stark reflektierenden Flächen sollten vermieden werden.
● Die Oberfläche sollte vor dem Aufkleben sauber und trocken sein.
Wo sollte das Reflexionsband angebracht werden?
Das Reflexionsband sollte an einer Stelle angebracht werden, die sich synchron mit dem zu messenden Bauteil dreht und den optischen Erfassungsbereich des Drehzahlmessers zuverlässig passiert.
Bei Motoren, Lüftern, Riemenscheiben, Schwungrädern und anderen rotierenden Maschinen kann die Markierung beispielsweise auf einer Welle, Kupplung, Scheibe oder einer anderen geeigneten rotierenden Fläche angebracht werden.
Entscheidend ist nicht in erster Linie der Abstand zur Drehachse. Wichtig ist vielmehr, dass die Markierung während jeder Umdrehung eine reproduzierbare Bahn durchläuft, die vom Sensor zuverlässig erfasst werden kann.
Sind mehrere rotierende Bauteile vorhanden, muss außerdem sichergestellt werden, dass das markierte Bauteil tatsächlich die gewünschte Drehzahl aufweist. Motorwelle und Abtriebswelle eines Getriebes können beispielsweise unterschiedliche Drehzahlen haben.
Wo sollte das Reflexionsband auf einer Scheibe oder einem Schwungrad sitzen?
Bei Scheiben, Schwungrädern, Riemenscheiben und vergleichbaren Bauteilen mit größerer rotierender Fläche empfiehlt sich eine Position mit ausreichendem Abstand zur Drehachse, die sich zuverlässig anvisieren lässt.
Eine Position weiter außen ist häufig leichter zu erfassen als eine Markierung unmittelbar in der Nähe der Drehachse.
Das Reflexionsband sollte jedoch nicht direkt an der Außenkante angebracht werden. Dort kann die Haftung ungünstiger sein, und bei hoher Drehzahl steigt das Risiko, dass sich die Markierung ablöst.
● Eine möglichst ebene Fläche wählen.
● Sicherstellen, dass die Markierung während der Rotation nicht verdeckt wird.
● Eine Messposition wählen, die eine sichere Bedienung ermöglicht.
● Ausreichenden Abstand zur Außenkante einhalten.
● Bohrungen, Nuten, Erhebungen und stark gekrümmte Bereiche vermeiden.
Kann das Reflexionsband direkt auf einer Welle angebracht werden?
Ja. Das direkte Aufbringen auf eine rotierende Welle ist eine übliche Messmethode, sofern Wellendurchmesser, Oberfläche und Messgeometrie geeignet sind.
Ist die Welle groß genug, sodass das Band sicher haftet und die reflektierende Fläche vom Sensor zuverlässig erfasst werden kann, ist eine direkte Messung problemlos möglich.
Bei sehr kleinen Wellendurchmessern kann die starke Krümmung jedoch die Haftung beeinträchtigen oder die wirksame Reflexionsfläche verkleinern. In solchen Fällen ist eine größere, synchron rotierende Fläche wie eine Kupplung oder Scheibe häufig besser geeignet.
Wie viele Reflexionsmarkierungen sollten pro Umdrehung verwendet werden?
Für eine normale Drehzahlmessung wird grundsätzlich eine wirksame Reflexionsmarkierung pro Umdrehung empfohlen.
Bei jeder vollständigen Umdrehung passiert die Markierung den Erfassungsbereich einmal und erzeugt einen optischen Impuls. Aus der Impulsfrequenz berechnet der Drehzahlmesser die Drehzahl.
Werden zwei Markierungen auf derselben Umlaufbahn angebracht und das Gerät interpretiert jeden Impuls als eine vollständige Umdrehung, kann ungefähr die doppelte tatsächliche Drehzahl angezeigt werden. Bei drei Markierungen kann sich entsprechend etwa der dreifache Wert ergeben.
Mehrere Reflexionsmarkierungen sollten daher nur verwendet werden, wenn Messverfahren und Geräteeinstellung ausdrücklich dafür ausgelegt sind.
Warum sollten weitere stark reflektierende Bereiche vermieden werden?
Ein berührungsloser Drehzahlmesser muss die vorgesehene Reflexionsmarkierung eindeutig vom Hintergrund unterscheiden können.
Polierte Metallflächen, glänzende Schrauben, helle Etiketten oder andere stark reflektierende Bereiche können zusätzliche optische Impulse erzeugen.
Mögliche Folgen sind:
● Zu hohe Drehzahlanzeige.
● Stark schwankende Messwerte.
● Instabile Messung.
● Schlechte Wiederholbarkeit.
Bei stark reflektierenden Oberflächen kann es sinnvoll sein, den unmittelbaren Messbereich mit einem reflexionsarmen Hintergrund zu versehen und nur eine klar definierte reflektierende Markierung zu belassen.
Sollte die Oberfläche vor dem Aufkleben vorbereitet werden?
Ja. Eine einfache Reinigung der Oberfläche ist empfehlenswert.
Öl, Staub, Feuchtigkeit und andere Verunreinigungen können die Haftung reduzieren. Bei höheren Drehzahlen kann sich schlecht haftendes Reflexionsband durch die auftretenden Fliehkräfte an den Kanten lösen oder vollständig ablösen.
Vor dem Aufkleben sollte die Oberfläche:
● Sauber sein.
● Trocken sein.
● Frei von deutlich sichtbarem Öl oder Fett sein.
● Frei von losem Staub sein.
● Möglichst glatt sein.
Nach dem Aufkleben sollte das Band sorgfältig angedrückt und insbesondere an den Kanten auf sicheren Sitz geprüft werden.
Wie hängen Position der Markierung und optischer Messpunkt zusammen?
Der Laser beziehungsweise der optische Erfassungsbereich des Drehzahlmessers muss die Umlaufbahn des Reflexionsbands schneiden.
Auch bei korrekt angebrachter Markierung kann keine Drehzahl angezeigt werden, wenn der Messpunkt auf die Drehachse, außerhalb der Umlaufbahn oder auf einen anderen ungeeigneten Bereich gerichtet ist.
Grundsätzlich gilt: Die Reflexionsmarkierung muss bei jeder Umdrehung durch den optischen Erfassungsbereich laufen.
Während der Messung sollte das Gerät möglichst ruhig gehalten werden. Besonders bei kleinen oder schnell drehenden Bauteilen kann eine starke Handbewegung dazu führen, dass der Messpunkt die Umlaufbahn der Markierung verlässt.
Welche Positionen können zu Messfehlern führen?
Folgende Situationen sollten vermieden werden:
● Das Reflexionsband befindet sich auf einem feststehenden Gehäuseteil.
● Das markierte Bauteil dreht sich mit einer anderen Drehzahl als das eigentlich zu messende Bauteil.
● Die Markierung wird durch eine Schutzabdeckung oder andere Konstruktionsteile verdeckt.
● Die Markierung befindet sich zu nah an einer Außenkante und löst sich ab.
● Das Band ist auf einer stark gekrümmten, unebenen oder vertieften Fläche angebracht.
● Der optische Messpunkt schneidet die Umlaufbahn der Markierung nicht.
● Pro Umdrehung treten mehrere Reflexionssignale auf.
● Öl oder Staub bedeckt die reflektierende Oberfläche.
● Die reflektierende Fläche ist für eine stabile Erfassung zu klein.
Bei fehlender Anzeige, stark schwankenden Messwerten oder offensichtlich zu hoher Drehzahlanzeige sollten diese Punkte zuerst überprüft werden.
FAQ
Muss das Reflexionsband direkt auf der Welle angebracht werden?
Nein. Jede geeignete Fläche kann verwendet werden, sofern sie sich synchron mit dem Messobjekt dreht und zuverlässig optisch erfasst werden kann. Auch Kupplungen, Riemenscheiben oder rotierende Scheiben sind geeignet.
Sollte die Markierung eher nahe der Drehachse oder weiter außen sitzen?
Es gibt keinen fest vorgeschriebenen Radius. Bei scheibenförmigen Bauteilen ist eine gut zugängliche Position mit etwas Abstand zur Drehachse häufig einfacher zu messen.
Kann man zwei Reflexionsmarkierungen pro Umdrehung verwenden?
Bei einer normalen Drehzahlmessung in der Regel nicht. Interpretiert das Gerät jeden Reflexionsimpuls als eine Umdrehung, können zwei Markierungen ungefähr den doppelten tatsächlichen Drehzahlwert erzeugen.
Warum wird trotz Reflexionsband keine Drehzahl angezeigt?
Mögliche Ursachen sind eine falsche Ausrichtung, ungeeigneter Messabstand, eine zu kleine Reflexionsfläche, Verschmutzung, optische Störungen oder Messbedingungen außerhalb des Erfassungsbereichs des Geräts.
Ist bei einer glänzenden Metallwelle überhaupt Reflexionsband erforderlich?
Eine klar definierte Reflexionsmarkierung ist in der Regel empfehlenswert. Glänzende Metalloberflächen können ungleichmäßige oder mehrere Reflexionen erzeugen und dadurch die eindeutige Impulserfassung erschweren.
Ist eine größere Reflexionsmarkierung grundsätzlich besser?
Nein. Die Fläche muss lediglich groß genug für eine zuverlässige Erfassung sein. Eine übermäßig große reflektierende Fläche ist für eine normale Drehzahlmessung nicht erforderlich.
Fazit
Eine geeignete Position für das Reflexionsband erfüllt drei grundlegende Bedingungen: Die Markierung dreht sich synchron mit dem Messobjekt, befindet sich zuverlässig im optischen Erfassungsbereich und erzeugt pro Umdrehung ein eindeutiges Reflexionssignal.
Bei Scheiben und Schwungrädern empfiehlt sich eine ebene, gut zugängliche Position mit ausreichendem Abstand zur Außenkante. Bei geeigneter Wellengröße kann die Markierung auch direkt auf der Welle angebracht werden. Für normale Drehzahlmessungen ist eine Reflexionsmarkierung pro Umdrehung üblicherweise ausreichend.
Eine saubere Oberfläche, sichere Haftung und eine korrekte Ausrichtung des optischen Messpunkts auf die Umlaufbahn der Markierung helfen, fehlende Messwerte, instabile Anzeigen und Mehrfachimpulse zuverlässig zu vermeiden.
