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Hohlwellen-Kits

Hohlwellen-Geber mit energieautarker Multiturn-Fähigkeit

| Redakteur: Gudrun Zehrer

Posital hat die Hohlwellen-Kits mit energieautarker Multiturn-Performance, die Hollow Shaft-Kits, in sein reguläres Lieferprogramm aufgenommen. Die Zählelektronik kommt komplett ohne externe Stromversorgung oder Batterien aus.

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Hollow Shaft-Kit: Diese Hohlwellen-Geber sind extrem schlank und zeichnen sich durch energieautarke Multiturn-Fähigkeit als Alleinstellungsmerkmal aus.
Hollow Shaft-Kit: Diese Hohlwellen-Geber sind extrem schlank und zeichnen sich durch energieautarke Multiturn-Fähigkeit als Alleinstellungsmerkmal aus.
( Bild: Posital )

Mit der Multiturn-Auslegung der Hollow-Shaft-Serie schließt Posital eine Lücke. Denn bislang gab es Durchgangs- bzw. Hohlwellengeber fast nur als Singleturn-Lösung, so der Hersteller.

Die kapazitativen Hohlwellen-Kits verfügen über einen integrierten Rotationszähler, der jede einzelne Umdrehung exakt erfasst und dokumentiert. Clou des Multiturn-Systems ist, dass die Zählelektronik ohne externe Stromversorgung oder stör- und wartungsanfällige Batterien auskommt. Ein von Posital seit Jahren bei Vollwellen-Gebern eingesetzter Wiegand-Harvester, der Rotationsbewegungen in elektrische Impulse umsetzt und für das Hohlwellen-Design fit gemacht wurde, sorgt für komplett energieautarken Betrieb.

Direkt in die Gelenke der Roboterarme integrierbar

Ein typisches Einsatzfeld der Hollow Shaft-Kits sind Roboter und die immer populärer werdenden Cobots. Die handlichen Montage-Kits, die bei einem Außendurchmesser von 80 mm nur 110 g wiegen, lassen sich direkt in die Gelenke der Roboterarme integrieren. Punkten können die Kits auch überall dort, wo es um die direkte Montage auf der Achse eines Motors geht. Mit ihrem schlanken Design (nur 17,8 mm tief) und der großen zentralen Öffnung (30 oder 50 mm) eignen sie sich für viele Anwendungen. Montage wie Inbetriebnahme sind einfach. Ein paar Handgriffe genügen und das Mess-System ist einsatzbereit – ohne schwierige Kalibrierung.

Hohlwellen-Geber mit kapazitativer Messtechnik ausgestattet

Für die Hollow Shaft-Baureihe gab man der kapazitativen Messtechnik den Vorzug. Sie liefert Performancedaten wie eine elektronischen Auflösung von 18 Bit bei Singleturn- oder 16 Bit bei Multiturn-Einsätzen – gepaart mit einer Genauigkeit von ± 0,02 Grad. Key-Komponenten der kapazitativen Kits sind die mit unterschiedlichen Mustern gestalteten leitfähigen Oberflächen von Rotor und Stator. Sie erzeugen elektrische Hochfrequenzsignale, die über ASIC-Prozessoren gescannt werden. Dabei werden die aktuellen Weg- und Winkelparameter als eindeutiger Positionswert über die Open Source-Schnittstellen SSI oder BiSS C an die zentrale Steuerung gegeben. Da beim Scannen immer die komplette Oberfläche erfasst wird, lassen sich laut Posital die Hohlwellen-Kits auch von punktuellen Verschmutzungen nicht irritieren.

Energy Harvester als Herzstück des Multiturn-Systems

Herzstück des autarken Multiturn-Systems ist ein spezieller Energy Harvester, der als SMD-bestückbare Komponente von Posital industriell gefertigt wird. Hier sorgen Impulse aus einem aufwendig konditionierten Wiegand-Draht für die Energie-Ernte. Während der klassische Wiegand-Harvester beim Vollwelleneinsatz mit einem zentralen Permanentmagneten operiert, musste für das Hohlwellen-Design ein komplett neues Setup gefunden werden, so Posital. Über Feldtests und intensive Magnetfeldsimulation wurde eine Lösung mit vier Diametralmagneten entwickelt, die gleichmäßig im Rotor platziert wurden. Die vier Magnete sorgen für ein stabiles Magnetfeld, das der im Stator installierte Wiegand-Sensor detektieren und nutzen kann. Mit jeder 360-Grad-Rotation des externen Magnetfeldes erzeugt der haarfeine, in eine Kupferspule eingebettete Wiegand-Draht einen Spannungsimpuls. Er versorgt die Zählelektronik, die jede einzelne Umdrehung exakt erfasst. Der Multiturn-Zähler verfügt über einen 43-Bit-Speicher für einen Messbereich von fast neun Billionen Umdrehungen.

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