Ein neuer Standard

Inkrementale Drehgeber haben sich in der Fabrik- und Prozessautomation sowie in vielen anderen Anwendungen bei der Positionserfassung und Geschwindigkeitsmessung einen festen Platz erobert. So unterschiedlich wie die Einsatzbereiche sind allerdings auch die Anforderungen, die Anwender an die Sensoren stellen. Für jede Applikation den passenden Drehgeber zu finden, ist deshalb nicht unbedingt einfach, da es auch bei inkrementalen Drehgebern keine «eierlegende Wollmilchsau» gibt. Praxisgerecht ist daher eine modulare Produktgestaltung, dank derer sich individuelle Anforderungen zu einem attraktiven Preis-Leistungs- Verhältnis und innerhalb kurzer Zeit erfüllen lassen.

Grundlage für die modulare Produktgestaltung ist ein entsprechender System-Baukasten, der grosse Flexibilität bei gleichzeitig hoher Wirtschaftlichkeit für den Anwender bietet. Baumer präsentiert jetzt mit OptoPulse eine neue Generation inkrementaler Dreh-

PraktischerSystem-Baukasten

geber, die auf einem ausgeklügelten Baukasten basiert. Das modulare Produktdesign wurde dabei als neuer Standard für den weit verbreiteten Durchmesser 58 mm entwickelt und liefert den Ausgangspunkt für zahlreiche Drehgeber- Varianten, die sich flexibel den unterschiedlichsten Anforderungen anpassen können.

Viele mechanische und elektrische Anschlussvarianten

Anwender spezifizieren die benötigten Drehgeber nicht nur bezüglich der Leistung, sondern auch hinsichtlich der Montagemöglichkeiten, denn Applikations- und Einbaubedingungen können beträchtlich variieren. Bisher deckten zahlreiche Drehgeber-Baureihen diese unterschiedlichen Anforderungen ab. Mit der neuen, modularen Baureihe wird es nun einfacher, übersichtlicher und universeller. So stehen jetzt beispielsweise Klemm- oder Servoflansch bzw. Ausführungen mit

Übersichtlich und universell

durchgehender oder einseitig offener Hohlwelle von 8 bis 15 mm Durchmesser innerhalb einer Produktfamilie zur Auswahl. Dabei sind – je nach Ausführung und Wellendichtung – die Drehgeber für Betriebsdrehzahlen bis 12’000 U/min ausgelegt.

Für den elektrischen Anschluss gibt es entweder M23- oder M12- Steckverbinder sowie Ausführungen mit radialem bzw. einem – besonders bei engen Einbauverhältnissen gern verwendeten – axialen Kabelabgang. Noch in der ersten Jahreshälfte wird zudem ein tangentialer Kabelabgang lieferbar sein, der zum Beispiel in der Lüfterhaube von Asynchronmotoren eine besonders platzsparende Montage ermöglicht, da sich das Kabel quasi an den Drehgeber anschmiegt. Je nach Anwendung ist dabei das Kabel auch in radialer oder axialer Richtung verwendbar. Die Kabel sind serienmässig in den Standardlängen 1 oder 2 m erhältlich. Das modulare Design lässt aber ohne Weiteres auch andere Längen und Kabelkonfektionierungen zu, zum Beispiel 0,5 m Länge mit bereits konfektioniertem Stecker. Auch bei Betriebsspannung und Ausgangsstufen gibt es praxisgerechte Auswahlmöglichkeiten. Durch den integrierten Verpol- und Kurzschlussschutz sind die Drehgeber elektrisch vor Installationsfehlern sicher.

Präzision im rauen Industrieeinsatz

Bei der Positionserfassung und Geschwindigkeitsmessung in der Fabrik- und Prozessautomation, aber zum Beispiel auch an Windkraftanlagen, in Aufzügen, Verpackungs- oder Druckmaschinen

Optimaler Rundund Planlauf

müssen Drehgeber manchmal auch unter sehr rauen Umgebungsbedingungen präzise Messergebnisse liefern und ihre Zuverlässigkeit beweisen, damit es nicht zu Fehlfunktionen und kostenintensiven Maschinenstillständen kommt. Mechanik, Abtastung und Elektronik der Opto- Pulse-Drehgeber tragen diesen Anforderungen Rechnung.

Wichtige Grundlage für den optimalen Rund- und Planlauf ist die sorgfältig und exakt gefertigte Mechanik mit zwei verspannten Qualitätslagern. Der seit über 15 Jahren bewährte ShaftLock-Lageraufbau, der sowohl bei Voll- als auch bei Hohlwellenausführungen eingesetzt wird, ist darauf ausgelegt, selbst unter widrigsten Bedingungen zuverlässig und ohne Ausfälle zu funktionieren. Die Konstruktion beinhaltet gross dimensionierte Qualitätskugellager mit maximalem Abstand und verhindert ein Verschieben des Lagerpakets durch zu hohe axiale Wellenbelastungen im Betrieb oder bereits während der Installation.

Schliesslich ist schon mancher Drehgeber bei der Montage beschädigt worden, weil ein übereifriger Mitarbeiter zum Hammer griff. Auch in solchen Fällen vermeidet der Lageraufbau Beschädigungen an der Codescheibe bzw. der Abtasteinheit und schützt vor kostenintensiven Stillständen sowie Reparaturen. Dabei liegen die maximal zulässigen Lagerlasten bei axial 40 N und radial sogar bei 80 N.

Die optische Abtastung arbeitet über den gesamten Temperaturbereich von – 40 bis + 85° C mit hoher Genauigkeit und gleichbleibender Signalqualität. Basis hierfür ist ein monolithischer Opto- ASIC mit hoher Integrationsdichte, der gezielt für den Einsatz in Präzisionsdrehgebern konzipiert ist. Die exakte Strichteilung der Codescheibe sorgt für verlässliche Messergebnisse ohne Interpolationsfehler; die fein abgestuften Strichzahlen pro Umdrehung reichen zurzeit von 100 bis 5000.

Durch die Reduktion diskreter Komponenten wurde die Zuverlässigkeit in der Anwendung bezüglich Schock und Vibration entscheidend erhöht. Die Drehgeber sind schockfest bis 300 g (gemäss DIN EN 60068-2-27, 6 ms) und verkraften Vibrationen bis 30 g (gemäss DIN EN 60068-2-6, 10 bis 2000 Hz), Damit eignen sie sich auch für Anwendungen, bei denen es entsprechend ruppig zugeht, z.B. an Pressen, im Stahlbau oder an Windkraftanlagen. Die gesamte Elektronik ist zudem absolut resistent gegen starke Magnetfelder, wie sie zum Beispiel im Umfeld von Magnetbremsen zu erwarten sind.

Konstruktionsdetails mit Praxisnutzen

Zur Zuverlässigkeit und Langlebigkeit im industriellen Einsatz tragen aber noch weitere Konstruktionsdetails bei. So schützt das dickwandige Metallgehäuse den Drehgeber vor Umgebungseinflüssen und leistet gleichzeitig einen entscheidenden Beitrag zur EMV-Verträglichkeit. Wellen und Klemmringe bestehen nicht aus Gussteilen, sondern werden aus Vollmaterial gefertigt, was auch unter ungünstigen Bedingungen eine sichere mechanische Verbindung gewährleistet. Der gesteckte Platinenanschluss verbessert die Schock- und Vibrationseigenschaften und leistet so einen entscheidenden Beitrag zur hohen Betriebssicherheit. Dagegen können bei den sonst üblichen Lötverbindungen mechanische Belastungen und natürliche Alterungsprozesse der verwendeten Lötlegierung zu Fehlfunktionen führen, vor allem bei dauernden Temperaturschwankungen oder Vibrationen.

Beide Vollwellen sind abgeflacht und sorgen damit für eine formschlüssige Verbindung, zum Beispiel mit einem montierten Messrad oder einer Wellenkupplung.

Erleichterte Montage und Integration

Alle Hohlwellen sind geschlitzt ausgeführt und bieten so sicheren Halt auf der Welle, verringern Vibrationen und erlauben eine höhere Wellentoleranz. Die Drehgeber erfüllen serienmässig die Anforderungen der Schutzart IP65 und mit zusätzlicher Wellendichtung IP67. Das passende, optimal dimensionierte und masslich genau abgestimmte Zubehör erleichtert Montage und Integration in die jeweilige Anwendung. Dank dieses «Alles- aus einer-Hand»-Prinzips funktioniert das Zusammenspiel zwischen Drehgeber und Zubehör reibungslos. Zum umfangreichen Zubehörprogramm gehören unterschiedliche Montagewinkel, Statorkupplungen und Drehmomentstützen ebenso wie Messräder oder Balg-, Federscheiben und Doppelschleifen-Kupplungen, die verschiedensten Anwendungsanforderungen gerecht werden.

Schlanke Prozesse und schnelle Verfügbarkeit

Das modulare Drehgeber-Design bietet aber noch mehr Vorteile, denn in Kombination mit neuen Technologien und schlanken Fertigungsprozessen sorgt es nicht nur für ein attraktives Preis-Leistungs- Verhältnis, sondern auch für schnelle Verfügbarkeit. Von den kurzen Lieferzeiten profitiert der Anwender nicht nur bei Neu-, sondern vor allem auch beim Ersatzbedarf. Zahlreiche Lagertypen können in Einzelstücken bereits innerhalb von 24 Stunden bzw. innerhalb eines Arbeitstages ab Produktionswerk ausgeliefert werden, weitere Vorzugstypen bis zu einer Stückzahl von zehn Drehgebern innerhalb von fünf Arbeitstagen. Auch dies wird dazu beitragen, dass die neuen Drehgeber in der Fabrik- und Prozessautomation sowie in anderen Anwendungen wie Windenergieanlagen, in der Aufzugstechnik oder bei Verpackungs- oder Druckmaschinen als neuer Standard viele Einsatzbereiche finden; und dank des Produkt-Baukastens werden die Anwendungsmöglichkeiten mit jeder zukünftigen Variante ständig erweitert.