Positionssensoren Elektromagnetische Winkelcodierer in Zweikammer-Bauweise

Redakteur: Dipl. -Ing. Ines Stotz

Winkelcodierer, auch Absolutwertgeber genannt, sind mehr als nur Drehgeber. So werden sie etwa zum Messen langer Wege und Längen verwendet. Zudem erfassen und melden aber nicht nur Drehbewegungen und Positionen, sondern sie erfüllen auch viele Funktionen, die sonst einer Steuerung zugeordnet werden müssen.

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Monotour-Winkelcodierer als Positionsrückmelder bei der Blattverstellung von Windkraftanlagen.
Monotour-Winkelcodierer als Positionsrückmelder bei der Blattverstellung von Windkraftanlagen.
( Archiv: Vogel Business Media )

Zwei mechanische Versionen unterscheiden die elektromagnetischen Winkelcodierer in Zweikammer-Bauweise, die TWK-Elektronik anbietet. Bei der T-Serie befindet sich der Permanentmagnet am Ende einer Welle mit robusten Doppelkugellagern. Bei Drehung der Welle wird die Sensorik, bestehend aus Hall-Elementen, aktiviert. Welle und Lager entfallen dagegen bei der F-Serie. Dort dient eine externe Nabe, die mit einer Verstellwelle zu verbinden ist, zur Aktivierung der Sensorik. Es entsteht keine Reibung und kein zusätzlicher Drehmomentbedarf.

Die drehenden Teile befinden sich bei beiden Versionen in der Vorkammer. Die Sensorik mit Signalaufbereitung und die Ausgangsschnittstellen sind durch eine Metallwand getrennt in der Hauptkammer untergebracht. Durch zusätzlichem Verguss werden Schutzarten bis IP69K gewährleistet. Ausführungen in Edelstahl eignen sich zum Einsatz im Meer bis 30 m Wassertiefe.

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Multitour-Winkelcodierer erfassen viele Umdrehungen

Neben den Monotour-Versionen für 360°-Messbereich sind drei Ausführungen zum Erfassen vieler Umdrehungen lieferbar. Sie heißen Multitour-Winkelcodierer, sind aber nicht nur zur Auflösung eines Winkels in digitale Daten bestimmt. Vielmehr dienen sie in den meisten Fällen dazu, translatorische Bewegungen, Längen, Verfahrwege und Positionen zu erfassen und zu messen. Mechanische Zwischenglieder – z.B. Spindeltriebe, Zahnkränze, Zahnstangen mit Ritzel, Seilzüge, Zahnriemen mit Rollenführungen, Reibräder und Vorschaltgetriebe - wandeln die Längsbewegungen in Drehbewegungen an der Welle des Winkelcodierers um. Unterschieden wird zwischen den Modellen mit elektronischem Zähler und nicht-flüchtigem Speicher, mit Zähler und Batteriepufferung für maximal 32.768 Umdrehungen und solchen mit absolutem Miniaturgetriebe für maximal 4.096 Umdrehungen.

Für die vielfältigen Anforderungen der Steuerungstechnik werden neben analogen Strom- oder Spannungsausgängen folgende digitale Schnittstellen bereitgestellt: Sychron seriell SSI, Profibus-DP, PROFIsafe, Profinet, CANopen, CANopen safety und EtherCAT. Zudem ist applikationsspezifische Software implementierbar und neben den absoluten Positionsdaten lassen sich zusätzliche Geschwindigkeits- Beschleunigungswerte ausgeben.

Kompakt, robust, zuverlässig, auch bei Wind, Wetter und unter Wasser

Verfügbar sind die Winkelcodierer der T- und F-Serie in Gehäusen aus Seewasser beständigen Aluminium oder in Edelstahl mit 36 mm und 50 mm Durchmesser. Robuste Wellen, Doppel-Kugellager und dicke Gehäusewandungen ermöglichen den Einsatz der kompakten Winkelcodierer auch unter rauen Außenbedingungen, wie sie oft im Maschinen- und Anlagenbau anzutreffen sind.

Programmierung und Updating der Funktionalität

Mit dem neuen Universal-Programmer PMU sind TWK-Winkelcodierer verschiedener Modellreihen programmierbar. Das ermöglicht, Parameter wie Messbereich, Messrichtung, Null- und Presetwerte sowie Schaltsignale vor Ort einzustellen. Der Anschluss des Programmers an einen PC erfolgt per USB-Schnittstelle.

Zur Anpassung der in den Winkelcodierern mit CANopen-Schnittstelle implementierten komplexen Software an den jeweils neuesten Stand, wurde eine neue Bootloader-Funktionalität entwickelt. Sie ermöglicht es dem Anwender, bereits vorhandene und im Einsatz befindliche Geräte vor Ort neu zu programmieren. Dazu wird über einen PC mit CANopen-Interface, der als Master fungiert, ein neuer Programmcode (Hex-File) implementiert. Der Bootloader überträgt den neuen Programmcode auf den Flash-Speicher. Das Bootloader-Programm ist passwortgeschützt, so dass nur autorisierten Anwendern der Zugang möglich ist. Durch die erweiterte Funktionalität lassen sich Softwareänderungen auf der bestehenden Hardwareplattform, sei es zur Fehlerbehebung oder zur Erweiterung des Funktionsumfanges, einfach vom Anwender vornehmen.

HMI Halle 9, Stand D58

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