Für die Winkelmessung werden in der Regel Drehgeber mit integrierter Welle und Lagerung eingesetzt, obwohl Kit-Encoder oft die günstigere Wahl wären. Jetzt hat ein Sensorspezialist­ seine Kit-Encoder auf bis zu 10.000 Impulse/Umdrehung mit bis zu 18 Bit optimiert. ­Erhältlich ist er in zwei Varianten: als Absolutwertgeber und als Inkrementalgeber.

So ein Prallbrecher muss einiges aushalten. Die Anlagen arbeiten in Steinbrüchen und zerkleinern dort das abgebaute Gestein so fein, dass die Kornform, Kornverteilung und die Sauberkeit den Normen für Beton- und Asphaltzuschlagstoffe entsprechen. Die an einem schnell drehenden Rotor befestigten Schlagleisten erfassen das Brechgut, beschleunigen es stark und schleudern es auf ein feststehendes Prallwerk. Von dort fällt das Brechgut zurück in den Schlagkreis des Rotors und der Vorgang wiederholt sich so lange, bis die Gesteinsbrocken klein genug sind, um den Spalt zwischen Rotor und Prallwerk zu passieren.

Falsche Rotorpositionen können zu Materialstauungen und Blockaden führen, die den Betrieb unterbrechen und Ausfallzeiten verursachen. Damit die Maschine die Betriebsparameter richtig einstellen kann, muss die Position des Rotors überwacht werden. Diese Aufgabe übernimmt in vielen Prallbrechern ein Kit-Encoder der Serie HTx25K von Megatron.

Nahezu störsicheres Messprinzip

Die Kit-Encoder der Baureihe HTx25K basieren auf einer magnetischen, gradientenbasierten Messwerterfassung, die einen hohen Schutz gegen Störungen wie Temperaturschwankungen oder EMV-Einflüsse gewährleistet. Anders als bei Gebern mit klassischen Halleffekt-Sensoren können äußere Faktoren die Messwerterfassung der Kit-Encoder nur in geringem Maße beeinflussen. Die Drehgeber werden zum Beispiel kaum durch starke externe Magnetfelder gestört und daher zur Positionserfassung von Winkelstellgliedern an Transformatorantrieben eingesetzt. 

Das Magnetfeld für die Winkelerfassung des HTx25K wird durch einen Gebermagneten – beispielsweise einen polymergebundenen Magneten – erzeugt, der auf einem extern gelagerten Bauteil in unmittelbarer Nähe des Encoders montiert ist. Mit Hilfe von Positionierstiften lässt sich der Drehgeber exakt auf die Anwendung ausrichten, sodass eine hohe Winkelgenauigkeit gewährleistet ist. Die Signalverarbeitung erfolgt digital, die Signalausgabe ist analog oder über die digitalen Schnittstellen SSI (10 bis 18 bit) und SPI (14 bit) verfügbar.

Zwei Varianten: Absolutwertgeber und Inkrementalgeber

Für den Einsatz in rauen Umgebungen wie zum Beispiel in Steinbrüchen ist der HTx25K aufgrund seines robusten Aluminiumgehäuses und der hohen IP-Schutzart (bis IP68) sehr gut geeignet. Das Gehäuse ist robust und hält der Staubbelastung stand. Megatron hat den Drehgeber in zwei Varianten im Programm: als Absolutwertgeber und als Inkrementalgeber. Der Absolutwertgeber ist mit einem Messbereich von bis zu 360° und einer Auflösung von maximal 18 bit in der Singleturnversion sowie bis zu 72.000° respektive 16 bit in der Multiturnausführung erhältlich.

Die Singleturn-Encoder sind ab Werk individuell programmierbar, die Multiturn-Encoder verfügen zusätzlich über eine Teach-in-Funktion und können somit auch vom Anwender vor Ort konfiguriert werden. Dadurch lassen sich die Drehgeber optimal an die jeweilige Applikation anpassen.

In der Variante als Inkrementalgeber (HTI25K) ist der Encoder mit TTL-, Push Pull- oder Open-Collector-Ausgangselektronik lieferbar und ermöglicht die Signalausgabe von A, B, Z (Nullimpuls). Der HTI25K bietet 1...10.000 Impulse pro Umdrehung, wobei die Impulszahl ab Werk frei wählbar ist.

Bautiefe von 8 mm und Gehäuse aus glasfaserverstärktem Thermoplast

Noch etwas kompakter als der HTx25K ist der Kit-Encoder ETx25K. Dieser Drehgeber hat ein Gehäuse aus glasfaserverstärktem Thermoplast und eine Bautiefe von acht Millimetern (HTx25K: 19,35 mm bis 36,05 mm). Das Kunststoffgehäuse bietet eine hohe Schutzart (IP67), sodass sich der Drehgeber beispielsweise für den Einsatz in Düngerstreuern in der Landwirtschaft eignet. Dort erfasst der ETx25K die Drehzahl der Nockendosierwelle und ermöglicht so die exakte Steuerung der auszubringenden Düngermenge.

Gradientenbasierte Hall-Technologie sorgt für lange Lebensdauer 

Der ETx25K ist wie der HTx25K als Absolutwertgeber und als Inkrementalgeber erhältlich. Die Messwerterfassung erfolgt durch einen Hallsensor, der sich im IP67 gekapselten Drehgebergehäuse befindet. Für die Messwertaufnahme wird ein im Lieferumfang enthaltener externer Magnet auf der Welle der Applikation befestigt. Da sich Drehgeber und Applikationswelle nicht berühren, benötigt der Drehgeber kein Lager, das dessen Lebensdauer begrenzen könnte. Die gradientenbasierte Hall-Technologie sorgt deshalb für eine lange Lebensdauer des Drehgebers, die sogar die von optischen Gebern übertrifft.

Kundenspezifische Modifikationen

Die technischen Parameter des ETx25K sind weitgehend identisch mit denen des HTx25K. Beide Encoder wurden für die zuverlässige Winkelmessung an extern gelagerten Bauteilen entwickelt. Der HTx25K ist etwas robuster und daher auch für den Einsatz in rauer Umgebung geeignet. Der ETx25K kann aufgrund seiner geringen Bautiefe auch in Applikationen mit beengten Platzverhältnissen eingesetzt werden.

Sowohl der ETx25K als auch der HTx25K lassen sich durch zahlreiche elektronische und mechanische Optionen exakt an die jeweilige Applikation anpassen. Zu den möglichen Modifikationen zählen beispielsweise kundenspezifische Signalausgangsfunktionen oder individuell konfektionierte elektrische Anschlusskabel. Zudem bietet Megatron zahlreiche Elektronikvarianten für unterschiedliche Spannungsversorgungen sowie eine Vielzahl von Schnittstellen für die Messwertausgabe.

Die Kit-Encoder ETx25K und HTx25K kommen in unterschiedlichen Anwendungen zum Einsatz – von Anlagen über Sondermaschinen und medizinische Geräte bis hin zu fahrerlosen Transportsystemen. Der Grund für den vielseitigen Einsatz der Drehgeber liegt zum einen an ihrer Messgenauigkeit und Langlebigkeit, zum anderen an dem umfassenden Service, den Megatron bietet. Auf Wunsch modifizieren die Sensorspezialisten ihre Produkte so, dass sie sich optimal in die Applikation einfügen. Diese starke Kundenorientierung gehört zur Philosophie des Unternehmens.

Autor 
Matthias Herrmann, Marketingmanager