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antriebstechnik 10/2020

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antriebstechnik 10/2020

DREHGEBER

DREHGEBER HOHLWELLEN-MONTAGEKITS ENERGIEAUTARKE MULTITURN-FÄHIGKEIT GESCHAFFEN Das Unternehmen Posital schafft mit den neuen Hohlwellen-Kits die Voraussetzung für Hohlwellengeber und Multiturn beim Motorenfeedback. Mithilfe von Energy Harvesting per Wiegand-Effekt kommt die integrierte Zählelektronik ohne Batterien oder aufwändige Getriebe aus – und ist dabei komplett wartungsfrei. Jörg Paulus ist General Manager, Sales – Europe bei Posital-Fraba in Köln 36 antriebstechnik 2020/10 www.antriebstechnik.de

DREHGEBER Da die passende Multiturn-Technologie lange nicht existierte, gab es klassische Durchgangsgeber nahezu ausschließlich als Singleturn-Lösung. Diese Lücke hat der Kölner Sensorhersteller Posital mit seinen kapazitativen Hollow Shaft-Kits geschlossen. Sie verfügen über einen integrierten Rotationszähler, der jede einzelne Umdrehung erfasst und dokumentiert. Die Zählelektronik des Multiturn-Systems kommt ohne externe Stromversorgung, wartungsanfällige Batterien oder aufwändige Getriebe aus. Ein von Posital seit Jahren bei Vollwellen-Gebern eingesetzter Wiegand-Harvester, der Rotationsbewegungen in elektrische Impulse umsetzt und mit viel Aufwand für das Hohlwellen-Design fit gemacht wurde, sorgt für komplett energieautarken Betrieb. VORWIEGEND FÜR DEN EINSATZ IM ROBOTER Zu den bevorzugten Einsatzfeldern der neuen Hollow Shaft-Kits zählen Roboter – vom klassischen 6-Arm-Knickroboter für Industrieeinsätze bis hin zu kleineren, sensitiven Cobots. Eingesetzt werden können die Durchgangsgeber auch dort, wo es um die direkte Montage auf der Achse eines Motors geht. Was die neuen Hohlwellen-Kits in der Praxis leisten, lässt sich am besten an typischen Robotik-Einsätzen zeigen. Installiert sind sie hier direkt in den Gelenken, von wo sie die dreidimensionalen Bewegungsabläufe der einzelnen Roboterarme überwachen und steuern. Wie hoch dabei die Messlatte in Sachen Präzision liegt, wird daran deutlich, dass moderne Industrieroboter mit Wiederholgenauigkeiten von bis zu 0,1 mm arbeiten. In Cobots wie in klassischen Robotern wird die zentrale Bohrung der Hohlwellen-Kits (wahlweise 30 und 50 mm) für die Führung von Kabeln und Medienschläuchen innerhalb des Robotergehäuses genutzt. Das schlanke Design (gerade mal 17,8 mm Tiefe bei einem Außendurchmesser von 80 mm) und das geringe Gewicht (mit 110 g wiegt die gesamte Konstruktion kaum mehr als eine Tafel Schokolade) sorgen für einfache Montage und schnelle Inbetriebnahme. Ein paar Handgriffe und Schrauben genügen – und das Messsystem ist voll einsatzfähig, ganz ohne schwierige und zeitaufwändige Kalibrierung. Wie groß das Sparpotenzial in der Robotik ist, zeigt ein Blick auf die Ist- Situation. Während für die Drehzahlüberwachung und Positionssteuerung bislang zwei parallel arbeitende Singleturngeber – plus Getriebe für die Synchronisation – nötig sind, schafft der neue Kit-Encoder dies, laut Posital, im Alleingang. 01 Design mit zentraler Öffnung für eine optimale mechanische Anpassung an Robotergelenke und Antriebswellen DER WIEGAND-EFFEKT Beim Wiegand-Effekt handelt es sich um Energy Harvesting pur. Die magnetisch induzierte Energie kommt direkt aus der Rotation. Und das – anders als etwa bei einem Dynamo – auch bei langsamen Bewegungen. Herz des Wiegand-Systems, das auf einem US-Patent basiert, ist ein haarfeiner Draht aus Vicalloy. Am Ende eines komplexen Fertigungsprozesses mit Kaltumformung und Tempern verfügt er über einen weichmagnetischen Kern und einen hartmagnetischen Mantel. Clou dieser Kombination: Bei der Ummagnetisierung des Wiegand-Drahts durch ein äußeres Magnetfeld entsteht ein Impuls, der sich in Energie umwandeln lässt. Praktisch umgesetzt wird der Effekt in kompakten Wiegand-Sensoren, von denen Posital jährlich eine Million Stück fertigt. www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2020/10 37

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