In der Industrie dreht sich viel: Fixe Drehgeber für mobile Technik sind beispielsweise der Singleturn-Drehgeber von Siko (links) oder der Heavy-Duty-Winkelsensor von Novotechnik.

In der Industrie dreht sich viel: Fixe Drehgeber für mobile Technik sind beispielsweise der Singleturn-Drehgeber von Siko (links) oder der Heavy-Duty-Winkelsensor von Novotechnik.lekup – Fotolia.com, Siko (links), Novotechnik (rechts)

Die Firma Wachendorff Automation aus Geisenheim hatte auf der SPS IPC Drives 2014 den überarbeiteten inkrementalen 58-mm-Drehgeber WDGI, der aus der Serie WDG hervorgeht, im Portfolio. In der Standard-Variante mit Steckerabgang eignet sich das Gerät jetzt für einen Außentemperaturbereich von -40 bis 85 °C. Die Serie ermöglicht Impulszahlen ab 1 200 Impulsen pro Umdrehung mit Impulsfrequenzen bis 600 kHz (TTL) oder 2 MHz (HTL). Bei hohen Impulszahlen und hohen Drehzahlen erhöht sich damit die Messgenauigkeit bei großen Durchsatzzahlen der Maschine. Die Heavy-Duty-Variante WDGI58D besitzt serienmäßig eine um 25 % höhere mögliche Lagerlast als das Vorgängermodell: 500 N in axialer und radialer Belastungsrichtung. Auch bei extremen Wellenbelastungen verfügt der Drehgeber so über genügend Reserven. Mit Schutzart IP67 eignet sich der Geber für raue Umgebungen.

Inkrementale Drehgeber stellten Wachendorff mit dem WDGI (links) und Turck mit dem QR24 in Inkremental-Variante vor.

Inkrementale Drehgeber stellten Wachendorff mit dem WDGI (links) und Turck mit dem QR24 in Inkremental-Variante vor.Wachendorff (links), Turck (rechts)

Inkrementalgeber mit Teach-Funktion

Turck aus Mülheim an der Ruhr war mit der Inkremental-Variante des berührungslosen Drehgebers QR24 vertreten. Das Gerät ist mit kundenseitig parametrierbarer Impulszahl – über die Parametrier-Software Pactware frei zwischen 1 und 5 000 wählbär – erhältlich. Aber auch weiterhin lässt sich der Geber über den Turck-Teach-Adapter auf eine der neun gängigsten, voreingestellten Impulszahlen einstellen – also kann der Anwender ihn als universellen Inkremental-Encoder einsetzen. Das reduziert die Zahl der vorzuhaltenden Drehgeber-Varianten und ermöglicht mehr Standardisierung. Die Impulszahl lässt sich für jede Applikation passend wählen. Außerdem ermöglicht das Gerät ein Verändern der Position der Z-Spur und verfügt über eine Burst-Funktion, mit der der Bediener die absolute Winkelposition des Gebers über den Teach-Adapter inkrementell ausgeben kann. Damit erübrigen sich Referenzfahrten nach Maschinenstillständen.

Magnetisch wurde es auf dem Stand von Pepperl+Fuchs mit dem ENA58IL, der den Hall-Effekt mit dem Wiegand-Effekt kombiniert.

Magnetisch wurde es auf dem Stand von Pepperl+Fuchs mit dem ENA58IL, der den Hall-Effekt mit dem Wiegand-Effekt kombiniert.Pepperl+Fuchs

Autark und kommunikationsstark

Mit einer Genauigkeit von unter 0,1° und einer Zykluszeit von weniger als 80 µs eignet sich der magnetische Drehgeber ENA58IL, den das Mannheimer Unternehmen Pepperl+Fuchs auf der Messe vorgestellt hat, für dynamische Anwendungen. Eine durchgängige Kommunikation ermöglichen die Schnittstellen für Ethercat, Profinet, Profibus und SSI. Das Gerät ist der erste magnetische Drehgeber mit Hall-Technologie – kombiniert mit dem Wiegand-Effekt. Im Geber sitzt ein dünner Draht, der aus einer Legierung mit einem hartmagnetischen Metall als Mantel und einem weichmagnetischen Metall als Kern besteht. Beide Bereiche reagieren unterschiedlich auf Magnetfelder: Der Mantel ändert seine Polarisierung nur in starken Magnetfeldern, der Kern richtet sich schnell nach dem externen Magnetfeld. Überschreitet die Magnetfeldstärke einen bestimmten Wert, wird der Mantel ebenfalls davon magnetisiert – und der Kern sprunghaft ummagnetisiert. Dieser Spannungspuls, bei dem sich der magnetische Fluss ändert, lässt sich mit einer umgebenden Spule aufnehmen. Mit jeder Achsdrehung und damit mit dem Wechsel der Magnetfeldrichtung erzeugt der Geber eine Induktionsspannung und versorgt sich dadurch selbst mit Strom. Mit dieser Energie zählt der Geber die Anzahl der Umdrehungen. Eine eingebaute Batterie ist nicht mehr nötig. Aufgrund der Eigenenergie meldet der Drehgeber auch bei Stromausfällen die exakte Positon. Er arbeitet berührungslos und ist daher verschleiß- und wartungsfrei. Die Multiturn-Auflösung beträgt bis zu 32 Bit. Das Gerät hält Temperaturen zwischen -40 und 85 °C stand und ist schock- und vibrationsfest. Mit den Außenmaßen von 58 mm lässt sich der Sensor in kleine Einbauräume integrieren und eignet sich daher beispielsweise für Abfüllanlagen in der Lebensmittelindustrie, für Druckmaschinen oder für Industrieroboter.

Posital Fraba stellte auf der SPS IPC Drives seine programmierbaren Ixarc-Drehgeber gleich im Zusammenhang mit dem passenden Konfigurationstool Ubifast vor.

Posital Fraba stellte auf der SPS IPC Drives seine programmierbaren Ixarc-Drehgeber gleich im Zusammenhang mit dem passenden Konfigurationstool Ubifast vor.Redaktion IEE

Posital Fraba aus Köln hat die Programmierbarkeit seiner Ixarc-Drehgeber-Reihe erweitert: Neue programmierbare Funktionen und Tools ermöglichen es, die Leistungsmerkmale der Encoder allein durch Software-Anpassungen zu modifizieren. Die Drehgeber integrieren absolute und inkrementelle Messfunktionen in einem Gerät. Sie lassen sich als Absolutdrehgeber für die Positionsmessung, als Inkrementalgeber für die Drehzahlüberwachung und als Hybrid-Drehgeber für kombinierte Messungen konfigurieren. Umsetzen lässt sich das mit dem Ubifast-Konfigurationstool. Dieses Hardwaremodul lässt sich über ein Kabel an die Drehgeber anschließen. Über einen in das Modul integrierten WLAN-Hotspot und Webserver kann der Anwender jedes mobile Gerät mit WLAN-Funktion mit dem Tool verbinden. Die Konfigurationsoberfläche erscheint in einem Standard-Web­browserfenster – ohne App, Internetverbindung oder zusätzliche Software. Ab 2015 stattet das Unternehmen die Ixarc-Drehgeber mit drei weiteren Kommunikationsschnittstellen aus: Profinet, Ethercat und Profibus.

Die Sendix Absolut-Drehgeber der Baureihen F36, 58xx, F58 und Atex/IECEx hat Kübler mit der offengelegten Biss-Schnittstelle ausgestattet.

Die Sendix Absolut-Drehgeber der Baureihen F36, 58xx, F58 und Atex/IECEx hat Kübler mit der offengelegten Biss-Schnittstelle ausgestattet.Redaktion IEE

Drehgeber mit Biss

Die kompakten, optischen Drehgeber der Serie Sendix Base KI40 von Kübler, Villingen-Schwenningen, lassen sich mit entsprechenden Schnittstellen und aufgrund mechanischer Maße nach US- und asiatischen Standards weltweit einsetzen. Mit ihrer Baugröße von 40 mm eignen sie sich auch für enge Einbauräume. Die Geräte sind als Wellen- oder Sackloch-Hohlwellen-Variante erhältlich – die Sackloch-Hohlwelle ist mit 8 mm ausgelegt. Durch die Schutzart IP64 und dem Temperaturbereich von -20 bis 70 °C sind die Drehgeber auch in rauen Umgebungen einsetzbar. Die optische Sensorik macht sie unempfindlich gegenüber Magnetfeldern. Ihre Auflösung beträgt bis zu 2 500 Impulse pro Umdrehung. Die Geräte verfügen bei einer 5-V-Spannungsversorgung über eine RS422-Schnittstelle und bei 10-bis-30-V-Spannungsversorgnung über eine Gegentakt-Schnittstelle. Ein robuster Lageraufbau sowie das Aluminium-Gehäuse macht sie widerstandsfähig gegen Vibrationen, Schock und Installationsfehler. Die Ausgänge sind kurzschlussfest gestaltet. Die Drehgeber eignen sich für den Einsatz in kleinen Druckmaschinen, Kunststoffbearbeitungsmaschinen, Textilmaschinen, automatischen Türen und Toren, Verpackungsmaschinen, Schneid- und Schweißanlagen sowie in kleineren Antrieben, Schrittmotoren und Generatoren. Seine Sendix Absolut-Drehgeberfamilie mit den Baureihen F36, 58xx, F58 und Atex/IECEx hat das Unternehmen außerdem mit der Open Source Schnittstelle Biss ausgestattet. Position und Status werden damit in Echtzeit übertragen. Motordaten und Wartungsinformationen lassen sich im Drehgeber abspeichern und auslesen. Aufgrund der Biss-Schnittstelle eignen sich die Drehgeber vor allem für absolutes Motorfeedback. Normalerweise muss für ein Umschalten des Modus in bidirektionale Schnittstellen der Sensordatenstrom unterbrochen werden. Die Biss-Schnittstelle vermeidet eine Modus-Umschaltung, sodass Befehle oder bi­direktionale Parameter ausgetauscht werden können, ohne den Sensordatenstrom zu unterbrechen.

Absolut drehbar

TR Electronic aus Trossingen hat in die 36-mm-Bauform seiner Absolutdrehgeber eine optische Abtastung integriert. Die Baureihe COV36 löst die Umdrehungen mit bis zu 18 Bit auf, die Baureihe CEV36 mit 15 Bit. Dazu liefert die Multiturnabtastung 65 536 eindeutig identifizierbare Umdrehungen. Mit ihrer präzisen und dynamischen Positionsrückführung eignen sich die kleinen Drehgeber für Anwendungen mit knappem Bauraum – beispielsweise in Messmaschinen, Kleinantrieben oder in der Medizintechnik. Die Edelstahl-Gehäuse erreichen durch ihre Verschweißung haubenseitig bis zu IP69k. Ein synchron-serielles Interface überträgt die Messwerte. Bisher lässt sich die Sensorleitung mit M12-Steckverbindern anschließen. Der Anwender kann die Encoderschnittstelle einstellen und damit die Ausgabeauflösung, die Anzahl übertragener Umdrehungen sowie die Drehrichtung an seine Anwendung anpassen. Über eine Software kann er außerdem den Maschinen-Nullpunkt und die Encoderreferenz justieren. Der Offset-Wert ist im Encoder gesichert.

Wer auf der Suche nach absoluten Drehgebern war, wurde bei TR-Electronic mit den kompakten CEV/COV36-Baureihen (links) und bei TWK Elektronik mit der neuen HBX58 fündig. Ersterer arbeitet mit optischer, der zweite mit magnetischer Abtastung.

Wer auf der Suche nach absoluten Drehgebern war, wurde bei TR-Electronic mit den kompakten CEV/COV36-Baureihen (links) und bei TWK Elektronik mit der neuen HBX58 fündig. Ersterer arbeitet mit optischer, der zweite mit magnetischer Abtastung.TR-Electronic (links), TWK Elektronik (rechts)

Für Anwender mit Applikationen in rauen Umgebungen hat sich ein Besuch auf dem Stand von TWK-Elektronik, Düsseldorf, gelohnt: Der Absolut-Drehgeber HBX58 des Unternehmens erfasst mit einer magnetischen Abtastung Winkel in einer Auflösung von 22 Bit / 360°. Im Vergleich: Bisher war die Auflösung der magnetisch arbeitenden Geräte beschränkt auf 13 Bit / 360°. Die Welle im 58-mm-Gehäuseflansch eignet sich für axiale und radiale Wellenbelastungen von 250 N. Möglich sind die Schnittstellen Inkremental (HBI58 mit über einer Million Inkremente / 360°), SSI (HBE58) und alle gängigen Feldbussysteme. Außerdem hat das Unternehmen die robusten Profinet- und CANopen-Drehgeber der Reihen TRT und NOCN mit zur Messe gebracht. Für den Einsatz an Drehkränzen oder Spindeln lassen sich die Geber mit einer Drehkranzfunktionalität ausrüsten, die ein direktes Einstellen der Zähne-Zahlen von Drehkranz und Dregeberritzel im Drehgeber ermöglicht. Das verhindert krumme Übersetzungsverhältnisse – die Werte liegen immer zwischen 0 und 360°, egal wie oft der Drehkranz in eine Richtung gedreht wird. Auch beim Durchgang des internen Nullpunktes entsteht kein Sprung. Als Ausgabewerte liefert der Geber die Position des Drehkranzes in Grad – die Auflösung lässt sich einstellen – sowie dessen Geschwindigkeit in Grad pro Zeiteinheit, wobei sich hierbei letztere einstellen lässt.

Mobile Anwendungen

Novotechnik aus Ostfildern hatte für mobile Technik, bei der es auch hart hergehen kann, aber dennoch Sicherheit gefragt ist, einen neuen Heavy-Duty-Winkelsensor im Messe-Portfolio. Schlaglöchern, Streusalz und weiteren Belastungen im Einsatz auf der Straße hält der kontaktlos arbeitende RSX-7900 von Novotechnik stand. Die Sensorfunktion kann der Anwender überwachen, beispielsweise bei der Istwert-Erfassung direkt an der gelenkten Achse bei elektrisch-hydraulischen Lenksystemen. Der Sensor ist mechanisch voll durchdrehbar und für Erfassungsbereiche bis 360° geeignet. Er ist als ein- oder zweikanalige Variante erhältlich. Als redundante Version erfüllt er die Anforderungen gemäß ISO 13849 PLd. Aufgrund seines Durchmessers von 79 mm und der Höhe von 35 mm eignet sich das Gerät für den Einsatz in Bau-, Agrar- und Forstmaschinen, aber auch in Schiffsrudersteuerungen.

Ebenfalls für Bau- und Landmaschinen sowie für Flurförderfahrzeuge hatte Sensorhersteller Siko, Buchenbach, seinen absoluten Singleturn-Drehgeber AH25S dabei. Der 25-mm-kleine Geber passt auch in kleine Bereiche, hält aber harten Bedingungen wie Schock, Vibration, Schmutz oder Feuchtigkeit stand. Unterschiedliche analoge Schnittstellen sind möglich – beispielsweise 4 bis 20 mA, 0 bis 10 V oder speziell für Landmaschinen auch 0,5 bis 4,5 V. Das Gerät arbeitet als magnetischer Drehgeber verschleißfrei und löst 360° mit 4  096 Messschritten auf. Der Geber erfüllt Schutzart IP65 und hält Temperaturen zwischen -40 und 85 °C stand. Mit der 8-mm-Sacklochhohlwelle lässt sich das Gerät schnell montieren.