AutomationHeidenhain ECI 4000: Drehgeber mit Rundumabtastung in Hohlwellen-Ausführung
Mit der neuen Drehgeber-Baureihe ECI 4000/EBI 4000 ergänzt Heidenhain zur SPS IPC Drives 2016 sein Programm induktiver Positionsmessgeräte. Die neuen Varianten sind modulare Geräte ohne Eigenlagerung mit einer Hohlwellenabmessung von 90 mm. Sie können die bisher üblichen Zahnriemenantriebe zur Ankopplung eines Motor-Feedbacksystems an Torque-Motoren ersetzen – und schaffen neue Einsatzmöglichkeiten für induktive Drehgeber, z. B. an hochdynamischen Motoren, Antriebsmodulen und Maschinenkomponenten, die nach einer entsprechenden Hohlwelle des Messgeräts verlangen.
Induktive Drehgeber ECI 4000 bzw. EBI 4000 von Heidenhain für den Direktanbau mit Hohlwellen-Durchmesser 90 mm.
Die Singleturn-Ausführung ECI 4000 weist eine Auflösung von 20 Bit auf. Alternativ bietet Heidenhain mit dem EBI 4000 auch eine Multiturn-Variante an, die über eine Umdrehungszähleroption mit einer Auflösung von 16 Bit verfügt und durch eine externe Batterie gepuffert wird.
Abtastprinzip: Rotor und Stator
Die neuen induktiven Drehgeber bestehen aus Abtasteinheit und Teilungstrommel, bei nur 20 mm Bauhöhe. Die Abtastung ist als sogenannte Rundumabtastung ausgeführt. Dabei ist die komplette Teilungsstruktur der Teilungstrommel (Rotor) mit dem zugehörigen Abtastband der Abtasteinheit (Stator) an der Gewinnung des Positionssignals beteiligt. Auf diese Weise wertet der Drehgeber zwei inkrementelle Abtastspuren unterschiedlicher Periodizität aus. Dieses Abtastprinzip wirkt sich positiv auf die Anbautoleranzen und die Positionsgenauigkeit aus. Außerdem kompensiert es weitestgehend über den gesamten Geschwindigkeitsbereich bis 6.000 min-1 Positionsabweichungen, wie sie bei einem Versatz des Drehpunkts der Antriebswelle entstehen.
Permanente Zustandsüberwachung
ECI 4000 und EBI 4000 sind mit der digitalen EnDat 2.2-Schnittstelle ausgestattet. Zusätzlich zur störsicheren Übertragung unterstützt die EnDat 2.2-Schnittstelle auch noch weitere gerätespezifische Funktionalitäten, z. B. die Übertragung der Daten eines geräte-internen und eines externen Temperatursensors oder die Bereitstellung der normierten Bewertungszahlen für die Signaldiagnose. Die Ausgabe dieser Betriebsparameter im geschlossenen Regelkreis erlaubt eine permanente Zustandsüberwachung des Messgeräts. Zusätzliche Anschlussmöglichkeiten bietet die für die Singleturn-Variante optional lieferbare DRIVE-CLiQ*-Schnittstelle (DRIVE-CLiQ ist eine geschützte Marke der Siemens AG).
Für die Geräte ist eine Zertifizierung für SIL 2-Applikationen entsprechend EN 61508 in Planung. Mit entsprechenden Zusatzmaßnahmen in der Folge-Elektronik kann der Sicherheitslevel für die EnDat 2.2-Geräte dann auch auf SIL 3 gehoben werden. Die relevanten Fehlerausschlusskriterien für eine sichere mechanische Ankopplung sind Bestandteil der Zertifizierung.
Großzügig leistungsorientiert
Zur Grundkonzeption der Geräte gehören ihre Montagefreundlichkeit und die applikationsgerechte Auslegung zur Integration in Motoren und Maschinen – u. a. erfüllen sie dafür die Schutzart IP40. Durch einen äußeren und einen inneren Zentrierdurchmesser an der Abtasteinheit bzw. Teilungstrommel lassen sie sich schnell und ohne zusätzliche Justage- oder Prüftools montieren und in Betrieb nehmen. Ein applikationsbedingter axialer Versatz der Teilungstrommel zur Abtasteinheit wird im Bereich von ±1,5 mm toleriert. Ähnlich großzügig ist die maximale Rundlauftoleranz der Antriebswelle mit 0,2 mm bemessen.
Der Arbeitstemperaturbereich reicht bei den Geräten mit EnDat 2.2-Schnittstelle bis zu +115° C. Die Vibrationsbeständigkeit liegt bei 400 m/s² für den Stator und bei 600 m/s² für den Rotor nach EN 60068-2-6. Damit ist eine hohe Robustheit bei der Anwendung als Motor-Feedbacksystem gewährleistet – insbesondere wenn der Motor extrem leistungsorientiert ausgelegt ist.
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