Drehgeber

Technische Erklärung

Von Inkremental Drehgebern über Absolute Drehgeber

Ein Drehgeber ist ein elektromechanisches Gerät, das eine Drehbewegung in ein elektrisches Signal umwandelt. Sie dienen zur Erfassung der Drehzahl und des Drehwinkels von mechanischen Systemen. Drehgeber können in zwei Haupttypen unterteilt werden: inkrementale Drehgeber und absolute Drehgeber. Während inkrementale Drehgeber die Änderungen der Position in Bezug auf einen Nullpunkt oder einen Nullimpuls messen, liefern absolute Drehgeber einen eindeutigen Ausgabewert für jede Position.

Anwendungsbereiche von Drehgebern

Maschinenbau

Der Maschinenbau ist ein fundamentaler Sektor, in dem Drehgeber eine entscheidende Rolle spielen.

Drehgeber werden im Maschinenbau häufig eingesetzt, um die Position und Bewegung von Maschinenteilen präzise zu steuern und zu überwachen.Die präzise Positionierung von Komponenten in Maschinen ist entscheidend, um optimale Betriebsbedingungen und Qualität zu gewährleisten.Gerade in komplexen Maschinen, die in der Industrie eingesetzt werden, sind genaue Drehbewegungen und Geschwindigkeiten erforderlich, um sicherzustellen, dass Produkte korrekt und effizient hergestellt werden.Die Erfassung und Überwachung dieser Drehbewegungen in Maschinen erfordert die Verwendung von spezialisierten Sensoren, wie beispielsweise dem Absolutwert Drehgeber.

Anlagenbau

Der Anlagenbau ist ein weiterer Bereich, in dem Drehgeber ihre Stärken ausspielen können.

Große industrielle Anlagen, wie beispielsweise in der Chemie- oder Lebensmittelindustrie, erfordern oft komplexe Bewegungen und Positionierungen.Drehgeber sind hierbei unerlässlich, um sicherzustellen, dass diese Bewegungen korrekt und konsistent durchgeführt werden.Für Anlagen, die flüssige oder gasförmige Medien transportieren, ist es beispielsweise entscheidend, die richtige Geschwindigkeit und den korrekten Drehwinkel des Antriebs zu überwachen, um Über- oder Unterfüllungen und andere Probleme zu vermeiden.Darüber hinaus werden im Anlagenbau oft Drehgeber mit besonderen Schutzarten eingesetzt, um sicherzustellen, dass sie unter extremen Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise hoher Feuchtigkeit oder aggressiven Chemikalien, zuverlässig funktionieren.

Fördertechnik

In der Fördertechnik spielen Drehgeber eine zentrale Rolle, insbesondere wenn es um die Kontrolle und Überwachung von Förderbändern und anderen Transporteinrichtungen geht.

Förderbänder transportieren oft schwere Lasten über lange Strecken und erfordern präzise Geschwindigkeits- und Positionskontrollen, um sicherzustellen, dass die Lasten sicher und effizient bewegt werden.Ein inkrementaler Drehgeber kann beispielsweise dazu verwendet werden, die Geschwindigkeit eines Förderbands zu überwachen und sicherzustellen, dass es nicht zu schnell oder zu langsam läuft.Ein Absolut Drehgeber hingegen könnte verwendet werden, um die genaue Position eines Artikels auf dem Förderband zu bestimmen, was besonders nützlich ist, wenn präzise Stopps oder Bewegungen erforderlich sind.In der Fördertechnik werden oft Drehgeber mit Hohlwellen verwendet, da diese direkt auf die Antriebswelle des Motors oder des Förderbands montiert werden können, was eine direkte und genaue Erfassung der Drehbewegung ermöglicht.

Energiegewinnung und -überwachung

In der Energieindustrie, insbesondere bei erneuerbaren Energien wie Windkraftanlagen, sind Drehgeber von entscheidender Bedeutung.

Windkraftanlagen, die elektrische Energie aus dem Wind gewinnen, erfordern präzise Positionierungs- und Drehbewegungsdaten, um die optimale Ausrichtung und Rotation der Rotorblätter zu gewährleisten.Ein Multiturn Drehgeber kann beispielsweise dazu verwendet werden, die Gesamtzahl der Umdrehungen eines Rotorblatts zu überwachen, während ein Singleturn Drehgeber die genaue Winkelposition während einer einzelnen Umdrehung erfasst.Die Überwachung der Drehbewegung und -geschwindigkeit ist auch wichtig, um sicherzustellen, dass die Turbinen nicht überdrehen und beschädigt werden, insbesondere bei starkem Wind.

Produktauswahl und technische Daten

Produktauswahl

Bauformen und Gehäuse

Beim Auswahlprozess eines Drehgebers steht oft die Bauform im Mittelpunkt der Überlegungen.

Die Bauform bestimmt, wie und wo der Drehgeber montiert wird und welche Art von Maschine oder Antrieb er überwachen kann.

Gängige Bauformen sind unter anderem Gehäuse mit Flanschbefestigung, Hohlwellen-Designs oder solche, die direkt an einer Maschinenachse angebracht werden können.

Ein weiterer entscheidender Faktor ist das Material und die Qualität des Gehäuses.

Ein robustes Gehäuse, häufig aus Edelstahl oder einem anderen widerstandsfähigen Material gefertigt, ist für Anwendungen in rauen Umgebungsbedingungen von zentraler Bedeutung.

Die Schutzart, beispielsweise IP65 oder IP67, gibt an, wie gut der Drehgeber gegen äußere Einflüsse wie Staub, Wasser oder andere Partikel geschützt ist.

Hohlwelle vs. Vollwelle

Die Wahl zwischen Hohlwelle und Vollwelle ist oftmals abhängig von der spezifischen Maschinenkonfiguration.

Ein Drehgeber mit Hohlwelle kann direkt auf einer rotierenden Welle montiert werden und erfordert weniger Platz.

Die Vollwellenbauform hingegen wird meist in Anwendungen eingesetzt, bei denen der Drehgeber von einer separaten Welle angetrieben wird.

Die Hohlwellen-Konstruktion kann oft die Montagezeit verkürzen und den Bedarf an zusätzlichen Bauteilen, wie Kupplungen, reduzieren.

Singleturn vs. Multiturn Drehgeber

Singleturn Drehgeber erfassen den Drehwinkel innerhalb einer einzigen Umdrehung.

Im Gegensatz dazu können Multiturn Drehgeber die Position über mehrere Umdrehungen hinweg verfolgen, was sie ideal für Anwendungen macht, bei denen lange, kontinuierliche Bewegungen stattfinden.

Ein weiterer Unterschied ist die Art und Weise, wie diese Drehgeber Positionswerte speichern und abrufen.

Ein Singleturn Drehgeber startet nach jeder Umdrehung von vorne, während ein Multiturn Drehgeber kontinuierliche Werte über viele Umdrehungen hinweg speichert.

Technische Daten und Spezifikationen

Hersteller- & Markendetails

Siemens und Bosch Rexroth sind nur zwei der vielen Hersteller, die sich auf die Produktion von Drehgebern spezialisiert haben.

Diese Unternehmen haben jahrelange Erfahrung und Forschung in die Entwicklung von Drehgebern investiert, die in verschiedenen Branchen und Anwendungen eingesetzt werden.

Die Auswahl des richtigen Herstellers kann einen großen Einfluss auf die Qualität, Beständigkeit und Präzision des Drehgebers haben.

Es ist auch wichtig, die technischen Datenblätter und Dokumentationen der Hersteller zu konsultieren, um sicherzustellen, dass der Drehgeber für die spezifische Anwendung geeignet ist.

Schnittstellen und Kommunikation

Drehgeber kommunizieren ihre Messdaten über verschiedene Schnittstellen.

Die SSI (Synchronous Serial Interface) Schnittstelle ist eine gängige Methode, bei der Daten seriell und synchron zwischen Drehgeber und Steuerung übertragen werden.

Andere Schnittstellen können analoge oder digitale Signale nutzen und variieren je nach Anwendungsanforderung und Komplexität.

Es ist entscheidend, die richtige Schnittstelle basierend auf den technischen Anforderungen und der vorhandenen Infrastruktur der Maschinen oder Anlagen auszuwählen.

Technische Spezifikationen

Die technischen Spezifikationen eines Drehgebers können je nach Modell und Hersteller variieren.

Dazu gehören Metriken wie der Messbereich, die maximale Drehzahl und das Ausgangssignal.

Die Art des Ausgangssignals, beispielsweise sinusförmig oder rechteckig, kann die Kompatibilität mit bestimmten Maschinen und Steuerungen beeinflussen.

Andere wichtige Spezifikationen beinhalten die Energieversorgung, den Temperaturbereich und die maximale Lagerbelastung.

Es ist immer ratsam, die technischen Datenblätter gründlich zu studieren und sich bei Unklarheiten an den Hersteller oder Lieferanten zu wenden.

Installation, Inbetriebnahme und Wartung

Montage und Inbetriebnahme

Auswahl des Montageortes:

Drehgeber sollten an einem Ort montiert werden, der sie vor extremen Umgebungsbedingungen schützt.

Die Nähe zu Wärmequellen oder übermäßiger Staub kann die Lebensdauer des Drehgebers beeinträchtigen und sollte vermieden werden.

Es ist auch wichtig, den Drehgeber vor Erschütterungen oder mechanischen Stößen zu schützen.

Gehäuse und Schutzart:

Abhängig von den Umgebungsbedingungen sollte der Drehgeber in einem geeigneten Gehäuse montiert werden, um seine Lebensdauer zu maximieren.

Die Schutzart, häufig als IP-Code bezeichnet, gibt an, wie gut das Gerät gegen Eindringen von Staub und Wasser geschützt ist.

Ein Drehgeber mit einer Schutzart von IP67 wäre beispielsweise staubdicht und gegen temporäres Untertauchen geschützt.

Verbindung und Schnittstellen:

Drehgeber können verschiedene Schnittstellen wie SSI verwenden, um mit anderen Geräten oder Steuerungssystemen zu kommunizieren.

Die korrekte Verdrahtung und Einrichtung dieser Schnittstellen ist entscheidend für eine erfolgreiche Datenübertragung.

Stellen Sie sicher, dass alle Kabel und Verbindungen fest und korrekt angeschlossen sind.

Abtastung und Kalibrierung:

Nach der Montage sollte der Drehgeber kalibriert werden.

Dies stellt sicher, dass das Gerät genau misst und Daten korrekt überträgt.

Wartung

Regelmäßige Inspektionen:

Es ist wichtig, Drehgeber regelmäßig auf Anzeichen von Verschleiß oder Beschädigung zu überprüfen.

Durch frühzeitiges Erkennen von Problemen kann die Lebensdauer des Geräts verlängert und kostspielige Ausfallzeiten vermieden werden.

Reinigung:

Abhängig von den Betriebsbedingungen kann es notwendig sein, den Drehgeber regelmäßig zu reinigen.

Staub, Schmutz oder andere Ablagerungen können die Genauigkeit des Geräts beeinflussen und sollten entfernt werden.

Lagerüberprüfung:

Die Lager des Drehgebers können mit der Zeit verschleißen.

Eine regelmäßige Überprüfung der Lager kann helfen, Probleme frühzeitig zu erkennen und kostspielige Reparaturen oder Ausfälle zu vermeiden.

Software-Updates:

Einige Drehgeber verfügen über Software oder Firmware, die von Zeit zu Zeit aktualisiert werden muss.

Durch das Aufspielen von Updates kann die Leistung des Drehgebers verbessert und seine Kompatibilität mit anderen Systemen sichergestellt werden.

Zubehör und Ersatzteile

Verfügbarkeit:

Es ist wichtig, einen Vorrat an wichtigen Ersatzteilen und Zubehör für den Drehgeber bereitzuhalten.

Dies erleichtert die Wartung und vermeidet längere Ausfallzeiten im Falle eines Ausfalls.

Dichtungen und Dichtungsaustausch:

Dichtungen spielen eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Schutzart des Drehgebers.

Verschlissene oder beschädigte Dichtungen sollten sofort ersetzt werden, um das Eindringen von Staub oder Wasser zu verhindern.

Sensoren und Sensortausch:

Im Laufe der Zeit können die Sensoren eines Drehgebers ausfallen oder ungenau werden.

Das frühzeitige Erkennen und Ersetzen defekter Sensoren kann die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Geräts sicherstellen.

Verbindungselemente:

Schrauben, Bolzen und andere Verbindungselemente sollten regelmäßig überprüft und bei Bedarf festgezogen werden.

Lockerheit kann zu Vibrationen führen, die die Genauigkeit des Drehgebers beeinträchtigen oder zu mechanischen Schäden führen können.