Magnetische Drehgeber Knallhart gegen Kleckern

Die Umgebungsbedingungen in der Industrie werden immer anspruchsvoller. Das führt zu immer größeren Herausforderungen der gesamten Fertigungsprozesse. So müssen auch die entsprechenden Drehgeber Schmutz, Flüssigkeiten, extreme Temperaturen und Erschütterungen aushalten – und dabei schnell und präzise arbeiten. Pepperl+Fuchs punktet hier mit ausgefeilter Technik.

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Bis zu 90.000 Flaschen sausen in einer Stunde durch moderne Abfüllanlagen und werden dort mit Wasser, Saft, Bier und Sprudel befüllt. Dabei muss jede einzelne Flasche der Abfüllanlage ganz genau unter dem Hahn stehen – sonst verfehlen sich Flasche und Abfüllstutzen, die Flüssigkeit läuft daneben, was teuer wird. Damit das nicht passiert, werden Drehgeber eingesetzt. Aber nur solche, die hart im Nehmen sind und dabei zuverlässig ihren Dienst tun, schaffen das.

Sicherheit im Druckprozess

Gefragt sind solche Drehgeber auch in vielen weiteren Anwendungen, beispielsweise in der Druckindustrie. Hier rast das Zeitungspapier mit einer Geschwindigkeit von rund 15 m/s durch die Offsetdruckmaschinen. Die Rotationsbewegung der Walzen muss exakt aufeinander abgestimmt sein, damit das Papier nicht reißt oder knittert, und der Druck an der richtigen Stelle erfolgt. Aufgabe der Drehgeber: für die präzise Steuerung der Walzengeschwindigkeit zu sorgen.

Beide Anwendungen haben etwas gemeinsam: sie müssen mit hoher Geschwindigkeit und gleichzeitig mit hoher Präzision arbeiten. Bisher kamen dafür in der Regel optische Drehgeber zum Einsatz. Diese liefern die Signale nahezu in Echtzeit und sind sehr genau. Sie arbeiten aber mit einer verschleißanfälligen Mechanik, die empfindlich gegen raue Umgebungen ist. „Solche Rahmenbedingungen rufen geradezu nach magnetischen Drehgebern, die bauartbedingt robuster und gegen viele Einflüsse resistent sind“, erklärt Stefan Horvatic, Produktmanagement Drehgeber bei Pepperl+Fuchs.

Neuer Maßstab für Industriestandard-Drehgeber

Jetzt stehen hierfür erstmals die magnetischen Drehgeber ENA58IL zur Verfügung. „Sie setzen einen neuen Standard für industrielle Drehgeber“, sagt der Experte und verrät warum: „Die neuen magnetischen Drehgeber erreichen mit Genauigkeiten von 1 bis 0,1 Grad eine neue Stufe der Präzision. Ihre berührungslose Technologie macht sie verschleiß- und wartungsfrei, und somit besonders robust für den Einsatz in hochdynamischen Prozessen. Schließlich beträgt die Zykluszeit weniger als 80 Mikrosekunden. Auch bei Spannungsausfall garantieren sie Datensicherheit.“

Das zeigt, dass sie perfekt für die hohen Anforderungen in der Lebensmittelindustrie geeignet sind: sie liefern exakte Positionsdaten für die präzise Positionierung der Flaschen.

Gleiches gilt für den präzise gesteuerten Druckprozess. Das robuste Gehäusedesign macht die Drehgeber nicht nur unempfindlich gegen Vibration in der Maschine, auch der allgegenwärtige Farb- und Papierstaub kann ihre Funktion nicht beeinträchtigen.

Hinzu kommt: Die Schnittstellen für Ethercat, Profibus, Profinet und SSI ermöglichen die durchgängige Kommunikation bis in die Steuerung.

Klein und dynamisch im Roboter

Das Mannheimer Unternehmen hat bei den magnetischen Drehgebern aber noch mehr zu bieten. So gibt es für die vielfältigsten Anwendungen die passenden Geräte.

So erfasst der ENA36IL die Bewegung der einzelnen Achsen eines Industrieroboters und liefert damit die Grundlage für seine Positionsbestimmung. Vor allem bei kleineren Robotern für niedrige Traglasten kann es in ihrem Innenleben sehr eng zugehen. Die Hersteller hatten bisher die Qual der Wahl des passenden Drehgebers: präzise oder robust oder kompakt. Mit den Drehgebern der Serie ENA36IL bekommen sie alles auf einmal. Die Geräte erreichen eine Genauigkeit von <0,1° und eine Auflösung von bis zu 16 Bit. Die besonders kompakte Bauform von nur 36 mm Durchmesser eignet sich somit für die engen Einbaubedingungen im Roboter. Zugleich sind sie extrem robust und verschleißfrei und sorgen somit für sichere Produktionsabläufe.

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Magnetischer Drehgeber ENA58IL kombiniert Hall- und Wiegand-Effekt

Zwei elektromagnetische Prinzipien werden hier erstmals in einem Drehgeber kombiniert: der Hall- und der Wiegand-Effekt. Er arbeitet dank dieser Technologie verschleißfrei und sorgt zugleich für die große Zuverlässigkeit und Robustheit des Sensors selbst unter extremen Bedingungen. Die Kombination der beiden Effekte bildet auch die Grundlage für die hohe Genauigkeit, die mit magnetischen Drehgebern bisher nicht erreicht werden konnte, und die Multiturn-Auflösung von bis zu 32 Bit. Mit einem Außendurchmesser von 58 mm kann der Sensor auch in Anlagen integriert werden, in denen nur wenig Platz vorhanden ist.

Selbsterzeugter Strom sichert Positionsmeldung für den Multiturn

Der magnetische Drehgeber erzeugt durch den Wiegand-Effekt mit jeder Achsdrehung eine Induktionsspannung und versorgt sich selbst mit Strom. Diese Energie wird genutzt um die Anzahl der Umdrehungen (Multiturn) zu zählen. Eine eingebaute Batterie und deren regelmäßiger Austausch sind deshalb nicht mehr nötig. Der Drehgeber meldet dank dieser Eigenenergie auch bei Spannungsausfall die exakte Position, die begonnene Aktion kann selbst nach einer Betriebsstörung präzise zu Ende geführt werden. Drehgeber der Serie ENA58IL können in vielen Bereichen eingesetzt werden, so etwa in Abfüllanlagen, Druckmaschinen oder Industrierobotern.

Extrem robust im Outdooreinsatz

Wo ebenfalls Sicherheit und Genauigkeit eine besonders wichtige Rolle spielt, ist bei der Positionierung des Auslegers am Mobilkran: Geht die Bewegung des Kranauslegers zu weit, können schnell Mensch und Material zu Schaden kommen. Die extrem robusten magnetischen Heavy-Duty-Drehgeber der Serie 42H sorgen hier für die genaue Positionsbestimmung des Auslegers selbst unter hohen Schock- und Vibrationseinwirkungen. Die verschleißfreie Magnet-Technologie steht für Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer unter härtesten Bedingungen. Als einer der kompaktesten Heavy-Duty-Drehgeber seiner Klasse lässt er sich einfach in mobile Maschinen integrieren.

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