„Unsere Technologie schließt die Lücke zwischen den klassischen analogen Resolvern und den deutlich aufwendigeren, optischen Abtastsystemen,“ Christian Leeser, Vorstand Fraba B.V. (Bild: Redaktion IEE)
Herr Leeser, lehnen Sie sich nicht etwas weit aus dem Fenster mit der Ansage, dass induktive Geber den optischen das Wasser reichen können?
Keineswegs, denn unsere Technologie in kombination mit einem günstigen Preis schließt die Lücke zwischen den klassischen analogen Resolvern und den deutlich teureren, digitalen, optischen Abtastsystemen – zumindest zu den Standard-Ausführungen.
Und was ist das Besondere daran?
Der Clou sind die komplexen Filtertechniken und die aufwendigen mathematischen Algorithmen, die von unseren F&E- und IT-Teams entwickelt wurden. Sie sorgen für die Performance des Encoder-Kits – eine elektronische Auflösung von 17 Bit und Latenzzeiten im Bereich von Mikrosekunden. Damit ist das System fit für zeitkritische Aufgaben wie Motorfeedback oder hochdynamische Positionieraufgaben, die lange den optischen Systemen vorbehalten waren.
Ein weiterer Pluspunkt ist die Montagefreundlichkeit. Während lagerlose optische Systeme hohen manuellen Justier-Aufwand – und damit viel Zeit – erfordern, sind Installation und Inbetriebnahme bei uns ein Kinderspiel: Zwei Schrauben reichen – und das System ist einsatzbereit.
Was kann denn ihr Drehgeber besser als bisherige Systeme?
Anders als viele Resolver, die nur mit einer analogen Schnittstelle aufwarten, sind wir digital aufgestellt. Weil unsere Messtechnik kontaktlos arbeitet und bis auf den Magneten keine beweglichen Teile erfordert, erweist sie sich als stoß- und vibrationsresistent. Neben Singleturn können wir auch Multiturn. Da wir ohne aufwendige Getriebe und störanfällige Codescheiben auskommen, liegen wir bei rund 30 bis 50 % geringeren Fertigungskosten. Unter dem Strich ist der Preis unser größtes Plus.
Ist das Messprinzip bzw. sind die Filter patentiert?
Zum magnetischen Aufbau und der automatischen Kalibrierung sind diverse Patentanmeldungen in Arbeit.
Das Geheimnis der Präzision liegt in der zum Patent angemeldeten Anordnung der vier Hall-Sensoren und den Filteralgorithmen, die das Magnetfeld mit 17 Bit Auflösung digitalisieren. Fraba
Und 17 Bit sind das Maximum?
Aktuell gehen wir mit 17 Bit für Singleturn- und Multiturn-Anwendungen an den Start. Im Prinzip ist hier aber noch Luft nach oben. Wir arbeiten intensiv daran.
Wie speichern und erfassen sie die aktuelle Position bei einem Netzausfall?
Hier sind wir mit Wiegand Wire- und dem autarken Energy Harvesting-System gerüstet. Es erzeugt unabhängig von der Geschwindigkeit einer Drehbewegung genug Energie, um den Rotationszähler und die dazu gehörige Elektronik ständig zu aktivieren. Dieses seit Jahren bewährte Prinzip garantiert absolute Multiturn-Positionsmessungen – ganz ohne Batterie und wartungsfrei.
Bei den Eigenschaften dürfte es um die Zukunft optischer Drehgeber schlecht bestellt sein?
Wir sehen tatsächlich drastische Marktverschiebungen, auch in unserem eigenen Drehgebergeschäft. Optische Systeme, die wir als etablierter Drehgeberhersteller schon lange im Portfolio haben, werden durch kostengünstigere magnetische Systeme ersetzt.
Nur im Highend-Segment werden optische Systeme weiterhin bestehen, etwa an CNC-Werkzeugmaschinen, die Auflösungen von 22 Bit und mehr benötigen.
Wie erfolgt die Adaption beziehungsweise Befestigung im Motor?
Für die Elektronik braucht man zwei zentrale Bohrungen mit Gewinde und zwei Schrauben – das wars. Der Permanentmagnet wird auf der Motorwelle fixiert, am Motorflansch darüber das kompakte Elektronikmodul, das kaum größer als eine Zwei-Euro-Münze ist. Die Feedback-Kits sind problemlos unter normalen Fabrikbedingungen montierbar – sogar ohne ESD-Schutzmaßnahmen. Und die integrierte elektronische Kalibrierung, die nach der Installation automatisch greift, stellt das Feedback-System optimal auf die Motoreigenschaften ein.
Ich sehe drastische Marktverschiebungen, auch in unserem eigenen Drehgeber-Geschäft.
Christian Leeser
An welcher Größe passt Ihr Drehgeber?
Mit 36 mm Durchmesser und 24,2 mm Bauhöhe fällt der Einbausatz für einen Multiturngeber sehr klein aus; passt also problemlos auch an kompakte Motoren mit einem 40er Flanschmaß. Bei Bedarf lässt sich das Kit problemlos auch auf andere Wellenformate adaptieren. Für verschiedene Norm-Motoren haben wir passende Adapterplatten aus gefrästem Aluminium oder preiswertem Kunststoff entwickelt.
Welche Kommunikationsschnittstellen unterstützt das System?
Während viele optische Einbau-Kits mit proprietären Schnittstellen aufwarten und so eine direkte Abhängigkeit vom Drehgeber-Hersteller erzeugen, haben wir bewusst einen anderen Weg gewählt. Unser Einbausatz ist mit den digitalen Kommunikationsschnittstellen Biss-C oder SSI erhältlich. Aktuell arbeiten wir an der asynchronen Biss-Line-Schnittstelle und stellen damit die Weichen in Richtung Einkabel-Technologie.
Ist das Messverfahren prinzipiell auch Safety-fähig?
Die Safety-Fähigkeit haben wir bereits in unseren magnetischen Ixarc-Drehgebern verfügbar. Dieses Know-how werden wir gezielt auch für die entsprechende Auslegung und Zertifizierung unserer Kits nutzen.
Wer ist die Zielgruppe für den magnetischen Drehgeber?
Immer mehr Hersteller wollen die absoluten Drehgeber im Motor integriert haben. Mit den Kits erschließen wir uns dieses Geschäftsfeld, das volumenmäßig sehr interessant ist. Gerade bei kleinen Motoren liegt der Aufwand für die bisher eingesetzten optischen Systeme oft bei 50 Prozent der Gesamtkosten. Mit den hochauflösenden magnetischen Kits gehen wir auf Tuchfühlung mit der Performance optischer Geber – bei einem deutlich besseren Preis-/Leistungsverhältnis.
Der Drehgeber-Bausatz passt in Motoren ab Flanschmaß 40 mm. Fraba
Sie adressieren also nur OEMs?
Aktuell ja. Hier liegt das unmittelbare Potential. Allerdings sehen wir für die magnetischen Kit-Encoder künftig noch ganz andere Applikationen. Ich denke etwa an den Aufzugsbau oder den Einsatz in Magnet-Ventilen. (sk)
