Motion & Drives Fünf Neuheiten aus der Sensorik

Von Drehgebern mit Energy-Harvesting-Technologie über Single- und Multiturn-Encodern für mobile Maschinen bis hin zu elektronischen Nockenschaltwerken für die sichere Drehzahlüberwachung – wir stellen Ihnen fünf neue Produkte aus der Sensorik vor.

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Hans Turck GmbH & Co. KG

Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG

SIKO GmbH

SMC Deutschland GmbH

TWK-Elektronik GmbH

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Hengstler GmbH

TR-Electronic GmbH

MEGATRON Elektronik GmbH & Co. KG

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Position flexibel bestimmen mit Seilzügen

Neben direkten Längenmesssystemen und Komponenten wie Messrädern bietet Hengstler auch Seilzüge als Zubehör zu seinen Drehgebern an. Die Seilzüge sollen robuster und flexibler als klassische Wegmesssysteme sein und günstiger als andere indirekte Verfahren. Sie eignen sich für den Einsatz in vielen Branchen.

Das Anwendungsspektrum der Seilzüge reicht von Heavy Duty bis zur Medizintechnik: Die Komponenten wurden für alle Applikationen entwickelt, in denen Wege in vertikaler oder horizontaler Richtung zurückgelegt werden müssen. Alle Seilzüge bestehen aus einer robusten Spiralfeder, einer Präzisionsspule und einem flexiblen, belastbaren Messseil. An der Seite der Spule wird ein Drehgeber angebaut, der die Längsbewegung des Seils in eine Drehbewegung umsetzt und so die von der Anwendung zurückgelegte Wegstrecke misst.

Messung auch bei Energieausfall

Die neuen magnetischen HTx36E-Encoder mit 36 mm Durchmesser von Megatron sollen hohe Ansprüche an Präzision und Lebensdauer erfüllen. In der Ausführung mit Energy-Harvesting-Technologie zählen die Drehgeber die Anzahl der Umdrehungen auch bei Ausfall der Spannungsversorgung. Das Unternehmen bietet die Encoder als Inkrementalgeber oder als Absolutwertgeber mit CAN-Bus-/SSI-Schnittstelle an.

Die Signalverarbeitung der HTx36E-Drehgeber erfolgt digital mit maximaler Präzision und fußt auf magnetischer, gradientenbasierter Messwertaufnahme. Dadurch soll die moderne Sensorik weitgehend immun gegenüber elektromagnetischen Einflüssen sowie Temperaturschwankungen sein. Als Absolutwertgeber bieten die Encoder bis zu 16 bit Singleturn-Auflösung und 43 bit Multiturn-Auflösung.

Bei der Inkrementalgeber-Ausführung kann der Kunde ab Werk die Schrittweite der Inkremente von 1 bis 16384 Imp./Udr nach Belieben festlegen sowie den Index-Impuls optional an die gewünschte Position setzen.

Die digitalen Kommunikationsschnittstellen CANopen, SAE J1939 und SSI sollen für die zuverlässige digitale Übertragung der Messwerte sorgen. Zusätzlich garantieren sie laut Hersteller die reibungslose Integration und Überwachung des Drehgebers in der Anwendung.

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Drehgeber für mobile Maschinen

Turck hat sein Drehgeber-Portfolio um neue Encoder mit der SAE-J1939-Schnittstelle erweitert, die vor allem im Bereich Mobile Equipment eingesetzt wird. Die Drehgeber sind als Single- oder Multiturn-Geber sowie als Voll- oder Hohlwellen-Geräte in den Baugrößen 36 mm, 46 mm und 58 mm erhältlich.

Für einen robusten mechanischen Aufbau sollen zwei verblockte Lager sorgen, die gegen Vibrationen oder Schläge auf der Welle schützen. So profitieren Anwender laut Hersteller von einer gesteigerten Langlebigkeit des Encoders gegenüber Geräten mit einem Wellenlager. Einen verschleiß- und wartungsfreien Betrieb soll auch die Energy-Harvesting-Technology der Multiturn-J1939-Encoder ermöglichen. Diese zählen die Umdrehungen ohne zusätzliche Batterie oder mechanische Getriebe, was eine kompakte Bauform ermöglicht.

Drehzahlen sicher überwachen mit Nockenschaltwerken

Vor über 10 Jahren hat die TWK die ersten elektronischen Nockenschaltwerke als eigenständiges Gerät auf den Markt gebracht. Es handelt sich hierbei um eine Erweiterung der universellen Funktionen von Drehgebern – nämlich um die Implementierung von Schaltrelais, die auf das Positionssignal der Drehgeberwelle oder dessen zeitliche Ableitungen reagieren.

Zu der schon vorhandenen Schnittstelle (CANopen, SSI oder Analog) kommt nun die Schaltereigenschaft hinzu. Zudem wurde beim neuen NOCIO/S3 die neue Schnittstelle IO-Link ins Portfolio aufgenommen. Der Vorteil der elektronischen Nockenschaltwerke gegenüber der gängigen mechanischen Variante mit nachgeschaltetem Drehgeber ist, dass die elektronische Variante kein Umkehrspiel aufweist. Damit ist es möglich, an exakt vorgegebenen Positionen bitgenau zu schalten und die Drehzahl als weiteren Schaltinitiator überhaupt zu etablieren. Das Schaltverhalten kann über das Bussystem parametriert werden. Die erforderliche Funktionssicherheit des Gerätes inklusive der Schaltrelais gewährleistet das SIL2/PLd-Design nach IEC 61508 und ISO 13849. Eine Positionsauflösung von 16 Bit/360° und eine Geschwindigkeitsberechnung im exakten 1 ms-Takt sollen für entsprechende Präzision sorgen. Die eingebauten LED zeigen den Betriebszustand an.

Ein wichtiges Einsatzgebiet dieses neuen Sensors sind Windkraftanlagen. Beispielsweise um zu vermeiden, dass sich der Rotor zu schnell dreht und damit die Rotorblätter Schaden nehmen. Die Schaltrelais sollen bei Überdrehzahl die Sicherheitskette in der Anlage unterbrechen und einen Notstopp einleiten. Über das IO-Link-Signal kann die Ausrichtung und die Drehzahl des Rotors jederzeit abgefragt werden.

Sensoren überarbeitet für Industriestandard

In der neuesten Drehgebergeneration von TR-Electronic ist Profinet eine der am häufigsten angefragten Schnittstellentechnologien. Das jüngste Update für die Absolut-Drehgeber im Baumaß 58 mm gibt es wahlweise mit Vollwelle, Sacklochwelle oder durchgehender Hohlwelle. Es vereinheitlicht die Anschlussmöglichkeiten und soll wiederum ein paar mm bei der Bauhöhe sparen (für Geräte mit seitlichem Anschlussfeld). Allen Geräten gemeinsam ist, dass sie per Reset-Taster ohne angeschlossene Steuerung in den Auslieferungszustand versetzt werden können. Diese Funktionalität war bisher als Option erhältlich, nun ist sie in allen Profinet-Geräten der C__582, C_H802 und C_H1102-Familie als Standard vorhanden. Im Auslieferungszustand können Sensoren durch Nachbarschaftserkennung feststellen, wo sie im Netzwerk eingesetzt werden und sich mit dieser Information die notwendigen Konfigurationsdaten von der Steuerung bereitstellen lassen. Der Tausch von Drehgebern funktioniert ganz ohne Zugang zur Steuerung bzw. zum Programm der Steuerung. Doch wenn ein Drehgeber einmal in einem Netzwerk integriert war, behält dieser die anwendungsspezifischen Identifikationsmerkmale. Hier hilft der Reset-Taster, die Nachbarschaftserkennung wieder von neuem anzustoßen, wenn Geräte z.B. nur zum Test ausgetauscht wurden.

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