Die Montage eines Standard-Heavy-Duty-Drehgebers benötigt einen kleinen Adapterzapfen am freien Wellenende. Das kann erhebliche Rundlauffehler nach sich ziehen und der Geber misst unter Umständen nicht an der regelungstechnisch interessanteren Lastseite. Meist ist dann auch noch ein mechanischer Trittschutz für den Geber vonnöten, damit er vor Beschädigungen geschützt ist.

Eine bessere Alternative sind da lagerlose magnetische Drehgeber, die aus einem auf der Welle montierten Polrad und einem fest angebrachten Abtastkopf bestehen. Ihre Montage ist auch auf der A-Seite möglich. Bei großen Wellendurchmessern – derzeit sind etwa 1000 mm möglich – kann sich dies trotzdem schwierig gestalten, denn das Geberrad, das über ein Wellenende geschoben und fixiert werden muss, ist groß und schwer. Mittlerweile gibt es zwar geteilte Polräder auf dem Markt für den nachträglichen Anbau an Wellen ohne direkt zugängliches Ende. Allerdings sind diese mit zwei gravierenden Nachteilen verbunden: Es entstehen hohe Kosten und Einschränkungen bezüglich der verfügbaren Hohlwellendurchmesser, weil es sich hier immer noch um passend zum Durchmesser realisierte Sonderanfertigungen handelt. Darüber hinaus führen die beiden Stoßstellen an den Enden der Halbringe zu einem Verlust an Signalqualität.

Vor diesem Hintergrund drängen vor allem Anwender aus den Bereichen Wind- und Wasserkraftanlagen, Papiermaschinen, Baumaschinen oder Großantrieben auf bessere Lösungen. Ihr Bedarf an robusten, einfach montier- und wechselbaren lagerlosen Drehgebersystemen, mit denen sich Drehzahl und Position mit hoher Auflösung messen lassen, steigt ständig. Der Sensorikspezialist Baumer hat nun entsprechend reagiert: Mit einem neuen, zum Patent angemeldeten und konsequent zu Ende gedachten Ansatz lösen die HD Mag Flex Spannbandgeber jetzt solche anspruchsvollen Messaufgaben an Wellen mit beliebigem – theoretisch unbegrenztem – Durchmesser. Der Spannbandgeber basiert auf einer doppelt ausgeführten, magnetischen Abtastung eines Bandes, das an seinen Enden mit einem Spannschloss um die Welle gespannt wird. Durch das berührungslose Messprinzip arbeitet der Drehgeber praktisch verschleißfrei und ist unempfindlich gegen Staub, Schmutz, Flüssigkeiten und Betauung. Der Sensorkopf mit vollständig vergossener Elektronik lässt sich in jeder Position an der Welle befestigen und toleriert große axiale Verschiebungen des Spannbandes von ±5 mm. Der Luftspalt darf bis 3 mm groß sein, wodurch die bei Großwellen und deren Lagerungen typischen Toleranzen gut beherrschbar werden.

ANWENDER WOLLEN ROBUSTE DREHGEBERSYSTEME

Der Anbau des Spannbandes an einer beliebigen axialen Position auf der Welle ist ohne großen Aufwand realisierbar. Die Wellenoberfläche bleibt frei von Bohrungen, Nuten und Einstichen. Stattdessen lässt sich das werksseitig dem Umfang der Welle entsprechend zugeschnittene Spannband einfach um die Welle legen und mit dem an seinen Enden angebrachten Spannschloss verbinden. Das Spannschloss kann Toleranzen des Wellendurchmessers von etwa 2 mm ausgleichen. Für die anschließende Montage des Sensorkopfs sind nur zwei Befestigungsschrauben nötig. Der Luftspalt lässt sich einfach mit einer Lehre einstellen. Selbst eine für einen Wellendurchmesser von 2 m ausgelegte Sensorausführung wiegt weniger als 2 kg. Montage- und Transportkosten reduzieren sich damit deutlich gegenüber den bisher verfügbaren Lösungen. Dank seiner intelligenten Echtzeit-Signalverarbeitung liefert der Spannbandgeber jederzeit inkrementale und quasi-absolute Positionssignale mit hoher Qualität, unabhängig von der Spannschlossweite. Pro Umdrehung sind bei jedem Wellendurchmesser bis zu 131.072 Impulse möglich. Die beiden Sensoren im Abtastkopf sind so ausgerichtet, dass stets wenigstens ein Magnetsensor das magnetisierte Band abtastet. Die Genauigkeit des bis 20 Bit aufgelösten Positionssignals liegt an einer 1000-mm-Welle bei ±0,02 Grad. Der Spannbandgeber liefert eine gültige Position, sobald nach dem Einschalten des Geräts die Lücke des Spannbandes den Abtastkopf zweimal in gleicher Drehrichtung passiert hat. jg