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Drehgeber Die Position von Achsen und Gelenken mit Drehgebern ermitteln

| Autor / Redakteur: Wolfgang Jarausch* / Jan Vollmuth

Nutzfahrzeuge haben einen harten Job: Frost, Hitze, Flüssigkeiten, Schmutz und mechanische Belastungen setzen den Komponenten zu. Mit seinem verschleißfreien Messprinzip ist der lagerlose Absolut-Drehgeber HDmag MHAD von Baumer eine Alternative für den Einsatz in schweren Fahrzeugen und Arbeitsmaschinen.

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Lagerlose Drehgeber sind in Nutzfahrzeugen eine Alternative zu herkömmlichen Drehgebern.
Lagerlose Drehgeber sind in Nutzfahrzeugen eine Alternative zu herkömmlichen Drehgebern.
(Bild: Baumer)

Sensoren in Nutzfahrzeugen müssen gegen vielfältige Belastungen gerüstet sein, denn der mobile Außeneinsatz stellt hohe Anforderungen an die verschiedenen Komponenten. Zu den speziellen Herausforderungen in rauen Umgebungen gehören neben starken Schock- und Vibrationsbelastungen zum Beispiel der dauerhafte Einfluss von Staub, Schmutz, Wasser, Frost und verschiedenen Kühl- bzw. Schmierflüssigkeiten.

Bei der Auswahl von Komponenten,die in einem Nutzfahrzeug zum Einsatz kommen sollen, spielen darüber hinaus die beengten Montageverhältnisse eine entscheidend Rolle. Unter diesem Gesichtspunkt stoßen konventionelle Drehgeber-Bauformen schnell an ihre Grenzen, da sie konstruktionsbedingt einen bestimmten Anbauraum benötigen. Selbst ein Hohlwellen-Drehgeber benötigt noch mindestens 40 mm Bautiefe. Wird darüber hinaus zusätzlich eine Schutzabdeckung benötigt, steigt der Platzbedarf nochmals. Bei der Positionsermittlung von Ausleger- und Schwenkarmgelenken werden aus diesem Grund häufig Kompromisse hinsichtlich Bautiefe und Umgehäuse eingegangen.

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Lagerlose Drehgeber brauchen wenig Platz

Für diese anspruchsvollen Applikationen empfehlen sich lagerlose Drehgeber als die bessere Alternative: Im Vergleich zu Vollwellen- und Hohlwellen-Drehgebern setzen sie einen deutlich kleineren Einbauraum voraus und können daher auch an sehr engen Stellen montiert werden.

Die geringe Bautiefe resultiert aus dem besonders einfachen Aufbau des lagerlosen Drehgebers, der lediglich aus einem Polrad und einem Sensorkopf besteht. Das Polrad wird dabei auf der drehenden Achse angebracht und vom Sensor berührungslos abgetastet. Ein mechanischer Verschleiß ist somit aufgrund dieses Funktionsprinzips generell ausgeschlossen.

Der Sensorspezialist Baumer setzt bei seinem breiten Angebot an lagerlosen Drehgebern auf das beschriebene magnetische Abtastprinzip. Dieses Prinzip hat sich im Vergleich zu optischen, kapazitiven oder induktiven Verfahren als besonders robust sowie praxistauglich erwiesen und arbeitet selbst bei axialem Versatz oder Luftspalttoleranzen noch störungsfrei.

Klein und unempfindlich gegen raue Umgebungsbedingungen

Ein besonders kompaktes und hochauflösendes Produkt aus dem Hause Baumer ist der absolute Drehgeber HDmag MHAD 50. Mit einem Durchmesser von 50 mm und einer Bautiefe von lediglich 20 mm benötigt er nur sehr wenig Montageraum und passt so praktisch in jede Lücke. Das Polrad des Drehgebers eignet sich für den Anbau auf Wellen von 20 mm bis 42 mm Durchmesser. Das Wellenende bleibt dabei frei.

Am Ausgang stellt der Drehgeber die aktuelle Position als Absolutwert mit 16 Bit Auflösung über CANopen- oder auch SSI-Schnittstelle zur Verfügung. Die Genauigkeit der Positionsangabe beträgt dabei ± 0,3°.

Der Hauptvorteil des lagerlosen Drehgebers HDmag MHAD 50 in mobilen Anwendungen stellt seine absolute Unempfindlichkeit gegenüber den herrschenden Umgebungsbedingungen dar. Mechanisch ist er äußerst robust. Da es sich bei dem Polrad um keine aktive Komponente handelt, eignet sich das Produkt für den Einsatz in praktisch jeder Umgebung.

Der Sensorkopf wiederum ist vergossen und erfüllt mindestens die Schutzart IP67. Die Sensorelektronik ist auf diese Weise effektiv vor Schäden durch Spritzwasser, Tau, Reinigungs- oder Schmierflüssigkeiten geschützt. Das berührungslose Messprinzip schließt mechanischen Verschleiß aus. Die Lebensdauer des Drehgebers wird daher vom Hersteller als nahezu unbegrenzt angegeben.

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