Drehgeber Hochgenaue Positionserfassung in rauen Umgebungen

Anbieter zum Thema

Hengstler GmbH

Heidrive GmbH

Lenord, Bauer & Co. GmbH

SPN Schwaben Präzision Fritz Hopf GmbH

Drehgeber für die Schwerindustrie müssen nicht nur die Position von Objekten exakt erfassen, sondern auch sehr robust sein. Hengstler beliefert seit Jahrzehnten zahlreiche Branchen mit Encodern und Resolvern für Heavy Duty-Anwendungen.

Es staubt, der Lärm dringt selbst durch den Gehörschutz: Unaufhörlich fräst sich ein Walzenlader mit seinen zwei rotierenden Rädern an der Stollenwand entlang. Er hobelt mit seinen Schneidwalzen Kohlestreifen aus dem Flöz, die dann auf einen Kettenförderer fallen und abtransportiert werden.

Auf ein kleines Bauteil kommt es an

Wer der riesigen Maschine bei der Arbeit zusieht, kann kaum glauben, dass sie ohne ein vergleichsweise winziges Bauteil nicht funktionieren würde. Die Rede ist von einem kleinen Drehgeber, der die Position der Walzen und des Antriebs erfasst. Der Encoder gibt ein Signal an die Steuerung des Walzenladers, die dann die Ausrichtung der Schneidwalzen zum Flöz nachjustiert. So ist garantiert, dass die Maschine die größtmögliche Gewinnungsleistung erzielt. Die eingesetzten Drehgeber müssen dabei einiges aushalten: Eine staubhaltige Atmosphäre, Temperaturen über 40 °C, Vibrationen und Schocks sowie durch Grubenwasser verursachte Luftfeuchtigkeit belasten die Encoder stark.

Bildergalerie

Bildergalerie mit 8 Bildern

Namhafte Hersteller von Bergbaumaschinen setzen in ihren Walzenladern deshalb den Multiturn-Drehgeber Acuro AX65 von Hengstler ein. Der Absolutwertgeber ist nicht nur schockfest bis 200 g, sondern mit einem Außendurchmesser von gerade einmal 65 mm laut Hersteller der kleinste Encoder seiner Klasse. Hengstler hat den AX65 speziell für Anwendungen in explosionsgefährdeten Umgebungen und im Bergbau zertifizieren lassen (ATEX/IECEx). Durch sein hochwertiges Edelstahlgehäuse hält der Drehgeber nicht nur extremen Temperaturen von –40 °C bis 60 °C stand, sondern ist auch äußerst korrosionsbeständig.

Feuchtigkeit hat keine Chance

Die hohe Widerstandsfähigkeit des Drehgebers wird durch einige innovative konstruktive Maßnahmen erreicht. Dazu gehören z. B. die unverlierbaren Schrauben, die sich innerhalb des ex-geschützten Bauraums der Encoder befinden und die durch einen O-Ring abgedichtet werden. So entsteht kein Spalt zwischen Schraubkopf und Drehgeber, durch den Feuchtigkeit eindringen könnte. Vergleichbare Drehgeber am Markt besitzen weder diese Dichtung noch unverlierbare Schrauben.

Dichtungstechnik

So finden Sie die ideale Rundschnur

Die hermetische Abdichtung der Schraubköpfe hat aber nicht nur den Vorteil, dass der Drehgeber im Inneren nicht korrodieren kann. Sie verhindert auch, dass sich Schmutz an den Schrauben festsetzt und sich diese dadurch „festfressen“. Deshalb lassen sich die Schrauben auch nach langer Zeit noch ganz einfach lösen.

Exakte Positionierung von Bohrköpfen

Mit ihrem hohen Korrosionsschutz und besonderen mechanischen Robustheit empfehlen sich die Acuro AX65-Drehgeber auch für den Einsatz in Drilling-Anwendungen, etwa auf Bohrinseln, Bohrschiffen oder in der Geothermie-Exploration. Dort übernehmen sie gleich mehrere Aufgaben. Zum einen messen die Encoder in der Antriebsmaschine des Bohrstrangs – dem Top Drive – die sogenannten Hebeverfahrwege. Die genaue Position des Bohrstrangs wird zum Beispiel bei der Anbindung unterschiedlich langer Rohre benötigt. Außerdem erfasst der Drehgeber in Kombination mit Seilzügen die Längenmessung für den Verfahrweg des Top Drives.

Definition

Was ist eigentlich ein kapazitiver Sensor?

Ein weiteres Anwendungsgebiet für den AX 65 auf Ölplattformen ist das Pipe Handling. Der Begriff bezeichnet die Entnahme der einzelnen Segmente des Bohrgestänges aus einem Bevorratungssystem und die Übergabe an ein automatisiertes Montagesystem. Diese „Electric roughnecks“ genannten Roboter verschrauben die einzelnen Stangen zu einem Bohrstrang. Auch hier spielt der Acuro AX65 seine Stärken aus: Er ist nämlich nicht nur schockfest, sondern hält auch axialen und radialen Wellenbelastungen von bis zu 300 N stand. Und nicht zuletzt sind die Geber modular aufgebaut, sodass der Kunde seine eigenen Kabel anschlagen kann.

Ex-geschützt und temperaturfest

Der hohe Explosionsschutz der Hengstler-Drehgeber hat auch die Herrenknecht Vertical GmbH überzeugt. Das Unternehmen suchte einen Encoder für die Positionierung des Bohrantriebs und des Hebewerks seiner Tiefbohranlagen und entschied sich für den Acuro AX71 und den Acuro AX73. „Die wenigsten Anbieter haben ex-geschützte Drehgeber im Programm“, nennt Jürgen Binder, Technischer Leiter bei Herrenknecht Vertical, einen der Gründe für seine Wahl. Beide Encoder punkteten aber auch bei der Feldtauglichkeit: Sie bieten einen sehr guten EMV- und Blitzschutz, halten extremen Temperaturen stand (-40 °C bis 70 °C) und sind wie der AX65 korrosionsbeständig.

Der Betriebszustand der Hengstler-Drehgeber lässt sich zudem jederzeit überwachen. Bei den Absolutwertgebern ermöglichen die bereits vorhandenen Schnittstellen wie SSI und Profinet eine Selbstüberwachung der Encoder. Die Inkrementalgeber verfügen dagegen über einen optionalen Alarmausgang. „Wenn der Temperaturbereich des Gebers überschritten wäre oder sich eine LED zugesetzt hätte, würde der Encoder automatisch ein Signal an die Steuerung geben“, so Application Manager Peter Elbel.

Drehgeber mit individuellem Touch

Hengstler modifiziert jeden Drehgeber auch exakt nach Kundenwunsch. Den Service nahm unter anderem ein Unternehmen in Anspruch, das Flämmmaschinen für die Stahlindustrie fertigt. Diese Anlagen entfernen Oberflächendefekte auf den Stahlblöcken, die durch den Gießvorgang entstanden sind. Damit die Flämmbrenner optimal arbeiten können, müssen sie exakt auf die zu bearbeitende Oberfläche ausgerichtet werden. Hier kommen die Inkrementalgeber Icuro RI58TD von Hengstler zum Einsatz: Sie erfassen sowohl die genaue Position der Flämmbrenner als auch deren Verfahrgeschwindigkeit.

Maschinensicherheit

Neue Norm macht sichere Drehgeber vergleichbarer

Die Inkrementalgeber sind selbst schon sehr robust, denn sie widerstehen Temperaturen von bis zu 100 °C und Schocks in einer Stärke von bis zu 100 g. Darüber hinaus statteten die Ingenieure den Encoder mit einem besonders hitzebeständigen Kabel aus, das sich auch bei Umgebungstemperaturen von bis zu 300 °C nicht verformt.

Anregungen fließen in die Produktgestaltung ein

Die Anpassung von Drehgebern an verschiedenste Anwendungen ist für Peter Elbel und sein Team selbstverständlich. Neben der Installation von Sonderkabeln gehören auch die Erweiterung von Temperaturbereichen, die Erhöhung von Lagerlasten und die Integration spezieller Dichtungen zum Service von Hengstler. „Dank unserer langjährigen Expertise können wir unseren Kunden exakt die Lösungen liefern, die sie brauchen“, so Elbel.

Das Produktprogramm, auf das er und seine Kollegen dabei zurückgreifen können, ist riesig: Neben den eigenen Absolutwert- und Inkrementalgebern vertreibt Hengstler auch die Heavy Duty-Inkrementalgeber und -Resolver der US-amerikanischen Schwesterfirma Dynapar. Da die Resolver ausschließlich aus Wicklungen bestehen und keine empfindliche Auswerteelektronik enthalten, eignen sie sich besonders gut für Anwendungen mit extremen Umgebungstemperaturen oder starken Schocks bzw. Vibrationen. „Wir haben im Vergleich zum Wettbewerb mit Abstand das größte Angebot an Heavy Duty-Resolvern“, weiß Application Manager Peter Elbel.

Der Ingenieur kennt die Anforderungen der Schwerindustrie gut – er hat mit seiner Abteilung bereits zahlreiche Anregungen der Branche aufgegriffen und Hengstler-Drehgeber entsprechend optimiert. Die unverlierbaren Schrauben und die O-Ring-Dichtungen sind nur zwei von vielen Beispielen.

(ID:49729843)