Zahnradsensoren | berührungslose Messtechnologie zur Positions-, Drehzahl- und Winkelerfassung

Zahnrad und Magnetsensor – ein verschleißfreies Messsystem

Das spezielle magnetische Messprinzip, welches die SIKO GmbH auf der diesjährigen SPS/ IPC/ DRIVES 2010, in Halle 4A, Stand 241 ausstellt, ermöglicht den Einsatz von kostengünstigen Zahnrädern als Positionsgeber. Auch andere Maßstäbe mit Zahnstruktur, z. B. Zahnstangen, sind mit der neuartigen Technologie einsetzbar.

Das günstige Preis-/Leistungsverhältnis, das hohe mögliche Temperaturspektrum von optional bis zu 125°C, das berührungslose Abtasten, sowie der mögliche Einsatz auch im Heavy-Duty-Anwendungsbereich sind maßgebliche Vorteile des Messsystems.

Auf den Zahn gefühlt

Die Sensorik dieser neuen, kompakten Messsysteme erfasst die Bewegung der Zahnstruktur. Daraus lassen sich Änderungen von Positionen, Winkel und Drehzahlen ableiten. Das hochintegrierte, inkrementale Messprinzip ermöglicht zudem sehr hohe Auflösungen und Wiederholgenauigkeiten. SIKO ist führend in der magnetischen Messtechnologie.

Beschreibung und Einsatz

Die SIKO Zahnradsensorik ist immer dann besonders sinnvoll, wenn eine Drehzahlerfassung mit bereits vorhandenen Zahnrädern (Modul 0,5 bzw. 1,0) oder Zahnstangen, z. B. an einer Maschine, erfolgen kann. Das heißt, es wird "nur" noch die SIKO Zahnradsensorik benötigt. Auf einen Magnetring oder ein alternatives Messsystem, wie z.B. einen Drehgeber, kann verzichtet werden.

Die Robustheit des Systems mit einer vollständig vergossenen Sensorik erschließt eine Vielzahl von höchst anspruchsvollen Anwendungen. So ist die Zahnradsensorik mit Schutzart IP67 unempfindlich gegen Schock und Vibrationen. Weiter sind Feuchte und Betauung langfristig problemlos. Ebenso Staub, Öle, Fette sowie hohe Temperaturen bis optionla 125° Grad Celsius. All diese Eigenschaften können beispielsweise von optischen Systemen nicht ohne weiteres, bzw. nur mit einem gewissen Aufwand erreicht werden. So z. B. arbeiten optische Messsysteme in der Regel in einem deutlich niedrigeren Temperaturbereich.

Im Maschinenbaubereich werden zur Erfassung von Drehzahlen und Positionen hauptsächlich inkrementale Drehgeber eingesetzt. Diese weisen jedoch in Bezug auf die Robustheit gegenüber Umwelteinflüsse und mechanische Belastungen einige signifikante Nachteile auf.

Das magnetische Messsystem aus dem Hause SIKO wurde entwickelt, um dieser bekannten Problematik der Drehgeber wirksam entgegentreten zu können. Durch die berührungslose Messwerterfassung, erfolgt der Betrieb des Messsystemes absolut verschleißfrei. Folglich sind Verschleißerscheinungen an Kugellagern und Zwischengetrieben ausgeschlossen. Selbst extreme Beschleunigungsmomente und Verzögerungen kann das Messsystem erfassen.

Generell ist z. B. ein Drehgeber meist ein geschlossenes System. Die SIKO Zahnradsensorik ist hingegen ein unempflindliches offenes System. Der hohe Grad an Flexibilität durch Kompaktheit und der bereits genannten Möglichkeit vorhandene Zahnradstrukturen zu nutzen sind klare Vorteile.

Speziell zur Drehzahlerfassung ist die SIKO Zahnradsensorik prädestiniert. Umdrehungen von max. ca. 30.000 U/min können (abhängig vom Zahnraddurchmesser) zuverlässig erfasst werden. So können Hochgeschwindigkeits-Antriebsspindeln an Fräs- und Schleifmaschinen, Motorfeedback oder auch zu überwachende Türöffnungssysteme von z.B. Schienenfahrzeuge ebenso relevante Einsatzgebiete sein, wie der Schiffs- und Kranbau.

Exemplarischer Einsatz

• Applikationen, bei welchen bisher mit konventionellen inkrementellen Drehgebern gearbeitet wurde.
• Typischer Einsatz ist die Drehzahlerfassung über bereits vorhandene oder preisgünstige nachträglich zu installierende Zahnräder oder Zahnstangen.
• Im Gegensatz zu gängigen Inkrementalgebern, kann das System ohne weiteres in rauer Umgebung eingesetzt werden.
• Die kompakte Bauform des kompletten Messsystems erlaubt den Einbau auch in beengten Bereichen.

Vorteil

• völlig verschleißfrei durch berührungslose Funktionsweise
• hohe Auflösungen durch wählbare Skalierungsfaktoren
• für Zahnräder mit Modul 0.5, 1.0
• Schutzart IP67
• Sensorik im Metallgehäuse vergossen
• Temperaturbereiche bis 125°C möglich
• ideal für raue Umgebungsbedingungen

Applikationsbeispiele

• Hochgeschwindigkeits-Antriebsspindeln an Fräs- und Schleifmaschinen
• Windkraftanlagen
• Aufzugstechnik
• Schienenfahrzeuge
• Türöffnungssysteme
• Heavy-Duty-Anwendungen, wie Schiffs- und Kranbau
• Motorfeedback
• Maschinenbau