Einleitung

Die Drehzahl ist ein wichtiger Parameter zur Beurteilung des Betriebszustands von Motoren, Lüftern, Wellen, Rollen, Riemenscheiben und anderen rotierenden Maschinen. Nach dem Messverfahren werden digitale Drehzahlmesser grundsätzlich in berührungslose und kontaktierende Drehzahlmesser unterteilt.

Beide Ausführungen können die Drehzahl erfassen, unterscheiden sich jedoch deutlich hinsichtlich Messprinzip und Handhabung. Ein berührungsloser Drehzahlmesser arbeitet in der Regel mit optischen oder laserbasierten Reflexionssignalen und benötigt keinen direkten mechanischen Kontakt. Ein kontaktierender Drehzahlmesser verwendet dagegen eine Messspitze oder ein Messrad, das unmittelbar am Messobjekt anliegt.

Welche Variante geeigneter ist, hängt daher von der Maschinenkonstruktion, dem Drehzahlbereich, den Sicherheitsanforderungen und der Frage ab, ob zusätzlich eine Oberflächen- bzw. Lineargeschwindigkeit gemessen werden soll.

Das Wichtigste im Überblick

● Berührungslose Drehzahlmesser messen die Drehzahl optisch bzw. per Laserreflexion ohne Kontakt zum rotierenden Bauteil.
● Kontaktierende Drehzahlmesser erfassen die Bewegung über eine Messspitze oder ein Messrad direkt an Wellen, Rollen oder bewegten Oberflächen.
● Für schnell rotierende, gefährliche oder schwer zugängliche Bauteile ist die berührungslose Messung häufig geeigneter.
● Für langsam laufende Wellen, Rollen und Anwendungen mit Lineargeschwindigkeitsmessung bietet die kontaktierende Ausführung Vorteile.
● Entscheidend für die Auswahl sind Messobjekt, Zugänglichkeit, Sicherheitsabstand und benötigte Messgrößen.

Die wichtigsten Unterschiede zwischen beiden Messverfahren

Der grundlegende Unterschied besteht darin, ob während der Messung ein mechanischer Kontakt mit dem rotierenden Bauteil erforderlich ist.

● Berührungsloser Drehzahlmesser: Ein Licht- oder Laserstrahl wird auf eine reflektierende Markierung am rotierenden Objekt gerichtet. Aus den periodisch empfangenen Reflexionsimpulsen wird die Drehzahl berechnet.
● Kontaktierender Drehzahlmesser: Eine konische oder konkave Messspitze bzw. ein Messrad liegt direkt an Welle, Rolle oder bewegtem Bauteil an. Aus der Drehbewegung des Messeinsatzes wird die Drehzahl oder Lineargeschwindigkeit bestimmt.

Vereinfacht gesagt erfasst die berührungslose Variante ein periodisches Rotationssignal aus der Entfernung, während die kontaktierende Variante die Bewegung mechanisch mitführt.

Wie misst ein berührungsloser Drehzahlmesser?

Berührungslose Drehzahlmesser arbeiten üblicherweise nach dem photoelektrischen Reflexionsprinzip. Dazu wird auf einer Welle, Scheibe oder einem anderen rotierenden Teil meist eine deutlich erkennbare Reflexmarkierung angebracht, beispielsweise Reflexfolie.

Der Drehzahlmesser richtet Licht auf das Bauteil. Jedes Mal, wenn die Reflexmarkierung den Messpunkt passiert, wird ein deutliches Reflexionssignal erkannt. Das Gerät zählt diese Signale innerhalb eines bestimmten Zeitraums und berechnet daraus die Drehzahl in RPM bzw. U/min.

Befindet sich beispielsweise genau eine wirksame Reflexmarkierung auf einer Welle, entspricht ein erkanntes Signal einer vollständigen Umdrehung.

Dieses Verfahren eignet sich besonders für:

● schnell rotierende Motorwellen und Spindeln;
● Lüfter und Laufräder, die sich nur schwer sicher berühren lassen;
● Bereiche mit Einzugs- oder Quetschgefahr;
● Messungen aus einem größeren Sicherheitsabstand;
● Anwendungen, bei denen das Messgerät die Rotation mechanisch nicht beeinflussen soll.

Wie misst ein kontaktierender Drehzahlmesser?

Ein kontaktierender Drehzahlmesser überträgt die Bewegung des Messobjekts mechanisch auf einen Messeinsatz.

Für die Drehzahlmessung an einer Welle wird normalerweise eine konische oder konkave Messspitze eingesetzt und stabil am Zentrum der rotierenden Welle positioniert. Die Welle treibt den Messeinsatz an, sodass das Gerät aus dessen Drehbewegung die Drehzahl berechnen kann.

Viele kontaktierende Drehzahlmesser lassen sich außerdem mit einem Messrad ausstatten. Wird dieses gegen einen Riemen, eine Rolle oder eine bewegte Materialbahn gehalten, kann aus der Radumdrehung die Oberflächen- bzw. Lineargeschwindigkeit ermittelt werden.

Damit eignen sich entsprechende Geräte unter anderem für:

● Riemengeschwindigkeit;
● Förderbandgeschwindigkeit;
● Umfangsgeschwindigkeit von Rollen;
● Vorschubgeschwindigkeit von Kabeln und Drähten;
● Lineargeschwindigkeit anderer bewegter Maschinenoberflächen.

Diese Möglichkeit ist ein wesentlicher funktionaler Vorteil kontaktierender Drehzahlmesser.

Wie unterscheiden sich die beiden Verfahren hinsichtlich der Sicherheit?

Unter Sicherheitsaspekten bietet die berührungslose Messung häufig Vorteile.

Da aus einer gewissen Entfernung gemessen werden kann, muss das Messgerät nicht unmittelbar an eine schnell rotierende Welle herangeführt werden. Dadurch lässt sich die Annäherung von Händen und Messgerät an bewegte Maschinenteile reduzieren.

Bei einem kontaktierenden Drehzahlmesser muss der Messeinsatz dagegen stabil am rotierenden Objekt anliegen. Bei schnell laufenden Wellen, offenliegenden Kupplungen oder komplexen Maschinenkonstruktionen sind deshalb Rotationsbereiche, Einzugsstellen und angrenzende Bauteile besonders zu beachten.

Kontaktierende Drehzahlmesser sind deswegen nicht grundsätzlich unsicher. Bei einem klar definierten, gut zugänglichen Messpunkt, angemessener Drehzahl und ausreichend Arbeitsraum ist die kontaktierende Messung sehr praxisgerecht.

Bei schnell rotierenden oder potenziell gefährlichen Bauteilen sollte jedoch zunächst geprüft werden, ob eine berührungslose Messung möglich ist.

Welche Variante eignet sich für hohe Drehzahlen?

Für schnell laufende Motoren, Werkzeugmaschinenspindeln, Hochgeschwindigkeitslüfter und ähnliche Anlagen wird in der Regel ein berührungsloser Drehzahlmesser bevorzugt.

Der entscheidende Vorteil liegt nicht allein in einem möglicherweise größeren Messbereich, sondern vor allem darin, dass bei hohen Drehzahlen kein mechanischer Kontakt hergestellt werden muss.

Für zuverlässige Messergebnisse sollte sichergestellt werden, dass:

● am Messpunkt ein ausreichend starkes Reflexionssignal erzeugt wird;
● Reflexfolie oder Markierung korrekt angebracht sind;
● der zulässige Messabstand eingehalten wird;
● der Messstrahl stabil auf den vorgesehenen Bereich ausgerichtet bleibt.

Sind diese Bedingungen erfüllt, kann die Drehzahl ohne Berührung der Welle erfasst werden.

Welche Variante eignet sich für langsam laufende Wellen?

Bei einfach aufgebauten, sicher zugänglichen Wellen mit niedriger Drehzahl können grundsätzlich beide Messmethoden eingesetzt werden.

Ist die Welle leicht erreichbar und besitzt einen eindeutig definierten, stabilen Kontaktpunkt, ist die kontaktierende Messung besonders unkompliziert, da keine Reflexmarkierung angebracht werden muss.

Soll sich das Bedienpersonal während des Betriebs nicht an das rotierende Bauteil annähern oder befindet sich die Welle hinter einer Schutzkonstruktion, kann ein berührungsloser Drehzahlmesser geeigneter sein.

Eine niedrige Drehzahl allein ist daher kein Grund, automatisch ein kontaktierendes Gerät zu wählen.

Welche Variante eignet sich für Riemen- oder Förderbandgeschwindigkeit?

Soll nicht die Drehzahl in RPM, sondern die Lineargeschwindigkeit eines Riemens, Förderbands, einer Rolle oder Materialbahn gemessen werden, ist ein kontaktierender Drehzahlmesser mit Messrad in der Regel die geeignetere Lösung.

Das Messrad liegt direkt auf der bewegten Oberfläche auf. Aus seiner Drehung lässt sich die zurückgelegte Strecke und damit die Lineargeschwindigkeit bestimmen, beispielsweise in m/min oder ft/min, sofern das jeweilige Gerät diese Einheiten unterstützt.

Ein konventioneller berührungsloser Drehzahlmesser erfasst dagegen primär periodische Rotationssignale und misst daher nicht automatisch die Oberflächengeschwindigkeit.

Bei der Geräteauswahl sollte deshalb geprüft werden, ob die gewünschte Lineargeschwindigkeitsfunktion und die erforderlichen Einheiten verfügbar sind.

Welche Bedeutung hat Reflexfolie bei der berührungslosen Messung?

Reflexfolie ist bei vielen berührungslosen Drehzahlmessungen ein entscheidendes Hilfsmittel.

Das Messgerät muss während jeder Umdrehung eine eindeutige optische Änderung erkennen. Liefert die Oberfläche selbst keinen stabilen Kontrast, wird durch eine Reflexmarkierung ein klar definiertes Signal erzeugt.

Beim Anbringen der Reflexfolie sollten folgende Punkte beachtet werden:

● Die Markierung muss zuverlässig durch den Messstrahl laufen;
● Der Reflexionsunterschied zur Umgebung sollte ausreichend groß sein;
● Die Oberfläche sollte sauber sowie möglichst frei von Öl und Staub sein;
● Für eine normale RPM-Messung wird üblicherweise eine wirksame Reflexmarkierung verwendet;
● Andere stark reflektierende Flächen im Messbereich sollten keine Fehlimpulse verursachen.

Kann keine Reflexmarkierung angebracht werden, kann ein kontaktierendes Gerät praktischer sein.

Welche Variante misst genauer?

Pauschal lässt sich nicht sagen, dass eine der beiden Technologien grundsätzlich genauer ist.

Die erreichbare Messgenauigkeit hängt zunächst von den spezifizierten Gerätedaten wie Genauigkeit, Auflösung und Messbereich sowie von den konkreten Messbedingungen ab.

Bei berührungsloser Messung können beispielsweise folgende Einflüsse auftreten:

● falsch positionierte Reflexmarkierung;
● instabile Ausrichtung des Messstrahls;
● ungeeigneter Messabstand;
● zusätzliche stark reflektierende Flächen;
● Vibrationen des Messobjekts.

Bei kontaktierender Messung können unter anderem folgende Faktoren eine Rolle spielen:

● Messspitze und Welle sind nicht fluchtend ausgerichtet;
● der Anpressdruck ist nicht konstant;
● der Messeinsatz rutscht;
● das Messrad rutscht auf der Oberfläche;
● der Kontaktwinkel verändert sich während der Messung.

Eine geeignete Geräteauswahl und korrekte Handhabung sind daher meist wichtiger als die Frage, welches der beiden Messprinzipien grundsätzlich besser ist.

Für welche Anwendungen eignet sich ein berührungsloser Drehzahlmesser?

Ein berührungsloser Drehzahlmesser ist besonders sinnvoll, wenn:

● das Messobjekt mit hoher Drehzahl läuft;
● ein direkter mechanischer Kontakt ungeeignet ist;
● ein größerer Sicherheitsabstand erforderlich ist;
● eine Reflexmarkierung angebracht werden kann;
● hauptsächlich RPM bzw. U/min gemessen werden sollen;
● das Messgerät den Rotationszustand mechanisch nicht beeinflussen soll.

Typische Anwendungen sind Motorwartung, Lüfterprüfung, Pumpeninspektion, Spindelmessung, Laufradprüfung und die regelmäßige Kontrolle rotierender Industriemaschinen.

Für welche Anwendungen eignet sich ein kontaktierender Drehzahlmesser?

Ein kontaktierender Drehzahlmesser ist besonders geeignet, wenn:

● ein sicher zugänglicher Kontaktpunkt an der Welle vorhanden ist;
● keine Reflexmarkierung angebracht werden kann;
● langsam laufende Wellen direkt gemessen werden sollen;
● Rollen- oder Raddrehzahlen geprüft werden müssen;
● zusätzlich zur Drehzahl die Lineargeschwindigkeit benötigt wird;
● Riemen, Förderbänder oder andere bewegte Oberflächen gemessen werden sollen.

Das Verfahren ist daher unter anderem für Maschinenwartung, Inbetriebnahme von Produktionsanlagen und die Prüfung von Fördersystemen geeignet.

Wie wählt man zwischen beiden Varianten?

Zunächst sollte geklärt werden, welches Objekt und welche Messgröße tatsächlich erfasst werden müssen.

● Schnell laufende Motoren, Lüfter oder Spindeln: Berührungslose Messung bevorzugen.
● Offene, sicher zugängliche Wellen: Beide Verfahren sind möglich.
● Rotierende Teile, denen man sich nicht nähern sollte: Berührungslos messen.
● Reflexfolie kann nicht angebracht werden: Kontaktierendes Gerät in Betracht ziehen.
● Lineargeschwindigkeit von Riemen oder Förderbändern: Kontaktierendes Gerät mit Messrad wählen.
● Unterschiedliche Messaufgaben am selben Standort: Kombinationsgerät mit kontaktierender und berührungsloser Messung prüfen.

Zusätzlich sollten Messbereich, Genauigkeit, Auflösung, Messabstand, Anzeigefunktionen und Möglichkeiten zur Lineargeschwindigkeitsmessung den jeweiligen Anforderungen entsprechen.

FAQ

Ist ein berührungsloser Drehzahlmesser grundsätzlich besser?
Nein. Berührungslose Geräte sind besonders bei hohen Drehzahlen oder schwer zugänglichen Komponenten vorteilhaft. Kontaktierende Modelle sind dagegen bei gut zugänglichen Wellen und für Lineargeschwindigkeitsmessungen sehr praktisch.

Benötigt ein berührungsloser Drehzahlmesser immer Reflexfolie?
Viele photoelektrische Modelle benötigen eine gut erkennbare Reflexmarkierung. Kann die Oberfläche selbst kein stabiles Reflexionssignal erzeugen, wird üblicherweise Reflexfolie verwendet.

Kann ein kontaktierender Drehzahlmesser die Geschwindigkeit eines Riemens messen?
Ja, sofern das Gerät ein Messrad und die entsprechende Lineargeschwindigkeitsfunktion unterstützt.

Welche Variante eignet sich für schnell laufende Motoren?
In der Regel ein berührungsloser Drehzahlmesser, da kein mechanischer Kontakt mit der schnell rotierenden Welle erforderlich ist.

Sind die RPM-Werte beider Verfahren direkt vergleichbar?
Bei korrekter Anwendung, intakten Geräten und demselben Messobjekt können beide Verfahren die Drehzahl in RPM erfassen. Abweichungen können dennoch durch Gerätegenauigkeit und Messbedingungen entstehen.

Gibt es Geräte, die beide Messmethoden unterstützen?
Ja. Einige digitale Drehzahlmesser kombinieren optische berührungslose und mechanische kontaktierende Messung und eignen sich daher für vielfältige Wartungs- und Prüfaufgaben.

Fazit

Der wesentliche Unterschied zwischen berührungslosen und kontaktierenden Drehzahlmessern besteht darin, ob für die Messung ein direkter mechanischer Kontakt zum rotierenden Bauteil erforderlich ist.

Berührungslose Drehzahlmesser arbeiten mit optischen oder laserbasierten Reflexionssignalen und eignen sich besonders für schnell laufende, potenziell gefährliche oder schwer zugängliche rotierende Komponenten. Kontaktierende Geräte übertragen die Bewegung über eine Messspitze oder ein Messrad und sind besonders für zugängliche Wellen, Rollen sowie die Lineargeschwindigkeitsmessung an Riemen und Förderbändern geeignet.

Vor der Auswahl sollte deshalb zunächst geklärt werden, ob Drehzahl oder Lineargeschwindigkeit gemessen werden soll. Anschließend sind Drehzahlbereich, Maschinenaufbau, Sicherheitsabstand, Möglichkeit zur Anbringung einer Reflexmarkierung und verfügbarer Arbeitsraum zu berücksichtigen.

Bei vielfältigen Wartungs- und Inspektionsaufgaben kann ein digitaler Drehzahlmesser mit beiden Messverfahren besonders flexibel eingesetzt werden.