Sensortechnik

Europameister optimiert Dragracer mit NCTE-Drehmomentsensorik

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| Redakteur: Jan Vollmuth

Volle Konzentration am Start: Der fünffache Europameister Ian King stellt vor jedem Rennen die Komponenten seines Drag Racers mit Hilfe exakter Messdaten vom Getriebeausgang optimal aufeinander ein.
Volle Konzentration am Start: Der fünffache Europameister Ian King stellt vor jedem Rennen die Komponenten seines Drag Racers mit Hilfe exakter Messdaten vom Getriebeausgang optimal aufeinander ein. (Bild: Rose Hughes)

Beim Dragracing wird die Leistung der PS-starken Motoren voll ausgereizt. Der Europameister Ian King optimiert seinen Dragracer mit NCTE-Drehmomentsensorik.

Der 1500-PS-Motor dröhnt. Schwarz glänzender Asphalt liegt vor Ian King. Eine Viertelmeile bis zum Ziel: Nun heißt es Gas geben, immer geradeaus. Wer beim Dragracing gewinnen will, absolviert die 402 m in etwa 6,5 s – bei einer Höchstgeschwindigkeit bis 350 km/h.

Damit der fünffache Europameister King schneller als die Konkurrenz über die Ziellinie fährt, muss er die enorme Leistung seiner Maschine richtig auf die Rennstrecke bringen. Und so gilt es vor jedem Rennen, die Komponenten mit Hilfe exakter Messdaten optimal aufeinander einzustellen.

Die Leistung direkt am Getriebeausgang zu messen, war Ian Kings Vorgabe an die Ingenieure. Nur so weiß er, wie effizient das Getriebe arbeitet und wieviel Motorleistung dort verloren geht. Eine echte Herausforderung: In der Getriebeausgangswelle ist kaum Platz. Außerdem sind im Motorsport hohe Temperaturen und starke Vibrationen an der Tagesordnung, was die meisten Sensorsysteme überfordert.

Der Messtechnikspezialist NCTE hat ein Verfahren entwickelt, mit dem auch unter diesen Extrembedingungen des Motorsports exakte Messdaten erzielt werden. Magnetostriktion heißt die Lösung: Dabei wird eine Welle, in diesem Fall die Getriebeausgangswelle, mit Hilfe eines speziell entwickelten Strompulsverfahrens dauerhaft magnetisiert. Das Magnetfeld verändert sich linear zum einwirkenden Drehmoment; diese Veränderung wird innerhalb von Mikrosekunden elektronisch erfasst.

Magnetisiert wird genau der Teilbereich der Welle, der später als Sensor dienen soll. Dafür leiten spezielle Werkzeuge in bestimmten Frequenzmustern hohe Ströme in die Welle. Dieser Prozess wird wiederholt, bis Ausrichtung und Genauigkeit des Magnetfelds den gewünschten Anforderungen entspricht. Um sich später durch Differentialmessung gegen externe Magnetfelder schützen zu können, werden zwei Magnetfelder in gegenläufiger Richtung erzeugt.

Das Dragbike von Ian King beim Testen

Die auf die Welle einwirkende Kraft bzw. das anliegende Drehmoment rufen proportionale Lageverschiebungen hervor. Diese werden mittels hochauflösender Magnetfeldspulen berührungslos detektiert. Der Abstand des Sensors zur Welle kann bis zu 3 mm betragen. Je genauer das Messergebnis wiedergegeben werden soll, desto mehr Spulenpaare kommen zum Einsatz, in der Regel bis zu vier Stück. Die Spulen werden auf Spulenboards in einen Spulenhalter vergossen; dies hält sie in einer festen Position zur Welle. Ein Gehäusebauteil dient bei Bedarf als zusätzliche Abschirmung gegen externe magnetische Störfelder.

Ian Kings Dragracer fährt jetzt mit einer Welle, die innen hohl ist; damit war das Platzproblem rasch gelöst. Die magnetisierte Welle nimmt auf einer Länge von etwa 10 cm einen Sensor mit ca. 10 mm Durchmesser auf. „So können wir direkt in der Welle am Getriebeausgang messen, wobei die Welle sich rasant bewegt und Biegekräften ausgesetzt ist – und erhalten exakte Daten über die Leistung, die am Hinterrad zur Verfügung steht“, berichtet NCTE-Entwicklungsleiter Bastian Steinacher.

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