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Die Zukunft ist berührungslos

: Baumer


Mit der Einführung der patentierten Touchless Multiturn-Abtastung vor fast 20 Jahren hat Baumer einen Meilenstein in der Geschichte der Entwicklung von Absolut-Multiturn-Drehgebern gesetzt. Mehr als eine Million verkaufte Drehgeber später lässt sich bilanzieren, dass sich die Entscheidung, auf mechanische Getriebe zu verzichten, gelohnt hat.

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Hohlwellen-Multiturn-Absolutdrehgeber können B-seitig direkt auf die Motorwelle montiert werden. (Foto: Baumer)

Hohlwellen-Multiturn-Absolutdrehgeber können B-seitig direkt auf die Motorwelle...

Obwohl die Erfahrung zeigt, dass sich mit der Touchless Multiturn-Abtastung fast jede Anwendung lösen lässt, gibt es auch Fälle, wo andere Prinzipien ihre Vorteile ausspielen können. In Anwendungen an Motorenmit starken Haltebremsen zum Beispiel können magnetische Abtastungen unter ungünstigen Bedingungen vom Magnetfeld der Bremse beeinflusst werden. Hier empfiehlt sich eine Multiturn-Abtastung, welches gänzlich aus Komponenten gebaut ist, die magnetfeldunempfindlich sind. optoTURN, die neue zum Patent angemeldete Multiturn-Abtastung, verwendet anstelle des Permanentmagneten und der Reed-

Kontakte eine LED als Lichtquelle und zwei lichtempfindliche Empfangselemente. Eine Unterbrecherscheibe, welche mit der Welle verbunden ist, stellt sicher, dass nur während eines bestimmten Winkelbereichs pro Umdrehung optischer Kontakt zwischen Sender und Empfänger besteht. Die Vorteile liegen auf der Hand: In Kombination mit einer optischen Singleturn-Abtastung sind solche volloptischen Multiturn-Drehgeber absolut unempfindlich gegenüber Magnetfeldern. Die Touchless Multiturn- sowie die optoTURN-Abtastung verwenden eine Lithium-Zelle zur Sicherung des Zählerstandes und zur Erfassung von Umdrehungen im stromlosen Zustand. Durch den extrem niedrigen Ruhestromverbrauch erreicht die Lithium-Zelle bei beiden Systemen eine Lebensdauer von über 20 Jahren. Dennoch gibt es in bestimmten Anwendungsgebieten wie zum Beispiel an Krananlagen , an sicherheitskritischen Anlagen sowie im militärischen Bereich besondere Richtlinien, die keine Lithium-Zellen erlauben.

Energie selbst generiert

Als Alternativen zu Lithium-Zellen gibt es nur eine logische Konsequenz:
ein Generator, der sich die benötigte Energie zur Erfassung und Speicherung der Umdrehungsinformation direkt aus der Drehbewegung generiert. Bei hohen Drehzahlen ist dies vergleichsweise einfach. Die grosse Herausforderung ist jedoch, auch bei sehr geringen, gegen Null gehenden, Drehzahlen genügend Energie zu erzeugen.

Mit microGEN stellt Baumer gleich zwei neue Multiturn-Abtastungen mit Mikrogenerator vor. microGEN Wiegand basiert auf einem Wiegand-Draht mit einem hartmagnetischen Mantel und einem weichmagnetischen Kern. Dieser Wiegand-Draht ist von einer Spule umgeben und wird im Zentrum der Drehgeber-Elektronik platziert. Ein an der Welle befestigter Permanentmagnet sorgt je nach Stellung für eine schlagartige Ummagnetisierung des Wiegand-Drahtes . Diese Ummagnetisierungsenergie wird verwendet, um die veränderte Umdrehungsposition in ein Ferro RAM zu schreiben. Derselbe Magnet bedient auch die Singleturn-Erfassung des Drehgebers. Durch Verzicht auf bewegliche Teile verfügt microGEN Wiegand über eine einzigartige Robustheit. Durch die kleine Bauform und das Weglassen der Lithium-Zelle eröffnen sich neue Möglichkeiten, die Baugrösse von Absolut-Multiturn-Drehgebern deutlich zu verringern. Somit eignet sich microGEN Wiegand am besten für Absolut-Drehgeber-Applikationen mit begrenzten Einbauverhältnissen. Diese finden sich beispielsweise besonders in der Medizintechnik und in kompakten Produktionsautomaten.

Das Funktionsprinzip von microGEN Spring basiert auf einer magnetisierbaren Blattfeder aus nichtrostendem Stahl, die von einer Spule umgeben ist. Die Blattfeder mit der Spule befindet sich nicht im Wellenzentrum, sondern ist im äußeren Bereich der Elektronik platziert. Zwei gegenpolig magnetisierte Magnetpaare, die unterhalb einer sich mit der Welle drehenden Scheibe befestigt sind, laufen in geringem Abstand an der Blattfeder mit Spule vorbei. Bewegen sich die Magnete an der Feder vorbei, wird die Feder von dem Magneten aufgrund des Reluktanz-Effektes in Drehrichtung mitgenommen, bis ihre Federkraft die Mitnahmekraft des Magneten übersteigt. In diesem Augenblick springt sie schlagartig zurück, wobei sie vom Magneten eingefangen und zusätzlich beschleunigt wird. Dabei findet ein sehr schneller Wechsel des Magnetflusses in der Feder
statt, der einen kräftigen Spannungsimpuls in der die Feder umgebenden Spule hervorruft. Durch innovative Diagnosemöglichkeiten erreicht microGEN Spring eine stark erhöhte Robustheit und Unempfindlichkeit gegenüber Magnetfeldern und eignet sich dadurch besonders für HeavyDuty-Anwendunge


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