Zur Realisierung von energieautarken, berührungslosen Umdrehungszählern beschäftigt sich die Firma SEW-Eurodrive GmbH & Co. KG in Bruchsal seit vielen Jahren mit dem Thema „Wiegandsensor“, einem Bauteil, das die einzigartige Eigenschaft besitzt, neben seiner Funktion als Signalgeber auch als Energiequelle genutzt werden zu können. Hierbei wird ein drehzahlunabhängiger energiereicher Impuls genutzt, um eine Ultra Low Power Elektronik zu betreiben, die an einem Elektromotor eine Umdrehungszählung der Welle im spannungslosen Zustand ermöglicht. Herz des Sensors ist der Wieganddraht, welcher 1978 durch John Wiegand patentiert wurde. Wird der dünne Metalldraht aus einer ferromagnetischen Legierung einem ganz speziellen geeigneten Kaltverformungsprozess unterworfen, besitzt er die Eigenschaft, seine magnetische axiale Orientierung spontan ändern zu können.
Gemeinsam mit dem Steinbeis-Transferzentrum Werkstoffentwicklung und -prüfung (STZ WEP) wurden von SEW-Eurodrive Qualitätsanalysemethoden entwickelt, um die Eigenschaften der Energieausbeute deutlich zu verbessern und einen optimalen Herstellungsprozess mit zuverlässigen Ergebnissen zu realisieren. Die Steinbeis-Experten konnten dabei mit einer speziell erarbeiteten Präparationsmethodik zunächst die unterschiedlichen magnetischen Zonen des Drahtes visualisieren und dies erstmals in der Forschungswelt publizieren. In weiteren Untersuchungen an aufwändig präparierten Materialproben wurden neben systematischen Gefügeanalysen bis in die tiefere Mikrostruktur der Wieganddrähte auch Erkenntnisse über das nahezu komplette Eigenschaftsspektrum (mechanisch, thermisch, magnetisch) erarbeitet. Dieses notwendige Gesamtbild konnte nur in der kombinatorischen Anwendung zahlreicher werkstoffkundlicher Analysemethoden erreicht werden, die dem STZ WEP im Werkstofflabor der Hochschule Pforzheim komplett zur Verfügung stehen.
Die stetige und aufeinander aufbauende Zusammenarbeit beider Partner findet nun ihre Würdigung durch den Transferpreis der Steinbeis-Stiftung – Löhn-Preis. Im Endergebnis können Wieganddrähte in einer bisher unerreichten Drahtqualität produziert werden, die das Potential besitzen den Multi-Turn Winkellagegebermarkt zeitnah zu revolutionieren.
Prof. Dr.-Ing. Norbert Jost & Prof. Dr.-Ing. Gerhard Frey
Steinbeis-Transferzentrum Werkstoffentwicklung und -prüfung (WEP), Wiernsheim