Robust und praxisgerecht

Exklusiv bei KEM Die Autorinnen: Katharina Blum ist Produktmanagerin Motion Control bei Baumer, Frauenfeld/Schweiz., Ellen-Christine Reiff ist Journalistin beim Redaktionsbüro Stutensee

Der Eintritt von Flüssigkeit oder Staub ins Gehäuse und die mechanische Überlastung der Lagerung gehören zu den häufigsten Ausfallursachen bei Drehgebern in anspruchsvollen Anwendungen. Dazu gehören beispielsweise große Fahrzeug- oder Ladekrane und Hubarbeitsbühnen ebenso wie fahrerlose Transportsysteme sowie der gesamte Nutzfahrzeugbereich, angefangen von Autobetonpumpen bis zum Hubstapler. Aber auch bei Toröffnungs-Systemen, Kranauslegern oder Radwinkelmessungen sind Sensoren gefordert, die auch im Außeneinsatz oder bei intensiver Reinigung zuverlässig sind. Mit den Drehgebern der Magres-Serie hat Baumer schon seit einiger Zeit für solche Bereiche maßgeschneiderte Sensoren im Programm, die sich in zahlreichen Anwendungen bewährt haben.

In der patentierten Kombination aus magnetischer Singleturn- Erfassung und berührungsloser Multiturn-Abtastung beweisen die Magres-Drehgeber schon seit Jahren Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer, besonders in rauer Umgebung. Grundlage dafür liefern eine minimale Bauteileanzahl sowie das Eliminieren schwingungs- und bruchempfindlicher Komponenten. Die Drehgeber sind unempfindlich gegen Feuchtigkeit und Schmutz – und durch die lackierte Leiterplatte gibt es auch bei großen Temperaturwechseln keine Probleme durch Betauung. Letzteres ist vor allem bei Außenanwendungen wichtig. Die robuste Bauweise lässt eine maximale Schockbelastung von 500 g zu. Das ShaftLock-Design erlaubt hohe axiale Wellenbelastungen, ein Einschlagen der Welle ist somit konstruktionsbedingt nicht möglich.

Jetzt wurde das Produktportfolio um analoge Ausführungen erweitert, wodurch sich den robusten Drehgebern weitere Anwendungsbereiche erschließen. Die Kombination aus Magres-Technologie mit bewährter analoger Informationsübertragung erlaubt steuerungsseitig eine einfache Integration, ohne aufwendige Implementierung neuer Schnittstellen oder die Verwendung teurer Schnittstellenmodule. Die Single- und Multiturn-Drehgeber eignen sich durch das berührungslose Abtastprinzip etwa als verschleißfreier Ersatz für Potentiometer.

Die analogen Drehgeber bieten aber nicht nur eine deutlich längere Lebensdauer und eine theoretisch unlimitierte Anzahl von Umdrehungen, sondern auch bessere Werte bei Linearität und Wiederholgenauigkeit sowie praxisgerechte Teach-In- und integrierte Diagnose-Funktionen. So überwacht eine integrierte Eigendiagnose kontinuierlich die Plausibilität des Positionswerts sowie die Drehgeberfunktion; Temperaturüberschreitungen beispielsweise lassen sich so frühzeitig erkennen.

Der gewünschte Messbereich der Drehgeber lässt sich entweder per Werkseinstellung oder vor Ort direkt am Gerät definieren. Dazu kann der Anwender eine beliebige Drehgeberposition als Nullstellung definieren und anwendungsbezogen die Position für den Vollausschlag wählen. Eingelernt wird elektrisch über Kabel- bzw. Gerätestecker. Es gibt also am Gerät keinen manipulationsanfälligen Druckknopf. Das Ausgangssignal steht sowohl als 0…10 V- und 0,5…4,5 V-Spannungs- als auch als 4…20 mA-Stromsignal zu Verfügung.

Es können bis zu zwei Kanäle pro Gerät ausgegeben werden. Das reduziert die Anzahl der eingesetzten Geräte; die Lagerhaltung beim Anwender vereinfacht sich, da er die gleichen Drehgeber bei unterschiedlichen Einsatzfällen nutzen kann. Für Anwendungen die eine hohe Zuverlässigkeit erfordern, etwa im schweren Fahrzeugbau, lassen sich die zwei Ausgangskanäle für Redundanz nutzen. Zusätzlich zum internen Vergleich der Positionserfassung und Verarbeitung erlaubt die redundante Schnittstelle eine einfache Funktionskontrolle auf Steuerungsseite, um beispielsweise Kabelbruch zu erkennen. Zudem erhöht die Möglichkeit, gleichzeitig Strom- und Spannungssignal ausgeben zu können, die Flexibilität beim Anschluss an die Steuerung.

Die analogen Drehgeber gibt es sowohl in Single- als auch in Multiturn-Ausführung. Zur Wahl stehen außerdem Seilzugdrehgeber für unterschiedliche Messbereiche. Sie arbeiten im Singleturn-Bereich mit einer Auflösung von 12 Bit, im Multiturnbereich beträgt die Auflösung 16 Bit. Da in den beschriebenen Anwendungen konstruktionsbedingt die zwangsläufigen mechanischen Toleranzen in der Regel deutlich größer sind, können diese Werte sicherlich überzeugen. Auch die übrigen Eigenschaften der analogen magnetischen Drehgeber überzeugen: Sie arbeiten bei Umgebungstemperaturen zwischen – 40 °C und + 85 °C und bieten eine hohe Flexibilität durch die breite Betriebsspannung von 8…30 VDC.

Für Positionsmessungen bei Abstützfüßen, die Auslegerlänge bei Teleskoparmen oder Gabel- bzw. Hubhöhen bieten sich Seilzuggeber an. Sie stehen mit Seillängen von 2,3 m, 5 m und 7,5 m zur Verfügung. Per Teach-In über den Kabel- oder Steckerzugang lässt sich hier ebenfalls der Messbereich der Applikation anpassen. Sollen die Messwerte vor Ort angezeigt werden, lassen sich die analogen Seilzugdrehgeber ebenso wie die Drehgeber allein mit einer digitalen Anzeige kombinieren, die sogar kleinere Steuer- und Regelaufgaben übernehmen kann. Hier eignen sich beispielsweise die Prozessanzeigen PCD41 und PCD45.

Baumer, Tel.: 0041 52728-1155, sales.ch@baumerelectric.com