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Positionen im Ölbad ermitteln

Inkrementaldrehgeber für rauen Alltagsbetrieb
Positionen im Ölbad ermitteln

Mit der Empfindlichkeit von optischen Sensoren steigt auch deren Anfälligkeit. Besser für den Schwermaschinenbau sind hermetisch gekapselte, magnetisch induktive Drehgeber, die auch schon mal im Hydrauliköl messen.

Jürgen Schuh ist Vertriebsleiter bei der Siko GmbH in Kirchzarten

Moderne Sensoren liefern immer genauere und exaktere Werte. Leider steigt mit der höheren Auflösung auch die mechanische Anfälligkeit an. Eine Alternative zu optischen Drehgebern, die mit steigender Auflösung an Standfestigkeit gegenüber Schock, Verschmutzung oder Vibration verlieren, sind robuste Drehgeber mit magnetisch-induktivem Abtastverfahren. Weil sie hermetisch abgeschlossen sind, können Umgebungseinflüsse diesen Sensoren nichts anhaben.
Diese Vorzüge hat die Siko GmbH, Kirchzarten, nun in einem neuen Inkrementalgeber umgesetzt. Als magnetisches Material für den Geber wird das korrosionsfeste und chemisch resistente Hartferrit eingesetzt. Mit der vergossenen Elektronik werden beide Komponenten in einem Gehäuse der Schutzart IP 67 untergebracht, der Ferritring sitzt dabei auf einer Hohlwelle. Offene Kabelenden erleichtern einen universellen Anschluss. In der Praxis ist für eine exakte und reproduzierbare Auswertung der magnetischen Signale des Ferritringes eine exakte Ausrichtung des Magnetfeldes ausschlaggebend. Eine spezielle Vorrichtung magnetisiert den Ferrit in exakt eingeteilten Segmenten. Zwischen 50 und 100 Pole pro Ring sind üblich, je nach Größe und Einsatz. Hieraus resultiert eine Impulsauflösung von bis zu 100 Impulsen pro Umdrehung. Wichtig ist dabei die genaue Ausrichtung des Ringes zum „Prägefeld“. Dank der speziellen Anlage ist nach der Magnetisierung kein Abgleich zwischen Ring und Elektronik mehr nötig.
Der Vorteil der magnetischen Feldlinien ist, dass sie alle nicht ferromagnetischen Stoffe ungeschwächt durchdringen. Medieneinflüsse aus der Umgebung sind darum irrelevant für die Funktion des Sensors. Er arbeitet deshalb in feuchter oder staubiger Umgebung ebensogut wie im Ölbad innerhalb von hydraulischen Maschinen. Auch bei den Lagerungstoleranzen sind magnetische Sensoren hart im Nehmen. Statt filigraner optischer Drehscheiben und Ankopplungsgetrieben arbeiten sie mit robustem Ferrit. Die Magnetfeldlinien überbrücken dabei mühelos auch einen Spalt von 2 mm, selbst wenn sich darin Schmutz oder ein Betriebsmedium befindet. Eine spezielle Sensorik unterdrückt äußere magnetische Störfelder.
Leichtes Durchbiegen oder axiales Verschieben der Wellen wie auch ein Verschleiß des Lagers ist bei Schwerlastmaschinen durchaus normal. Da der neue Drehgeber Toleranzen in dieser Größenordnung beherrscht, kann auf teures mechanisches Entkoppeln des Sensors von der Welle verzichtet werden. Die Lebensdauer des Sensors ist praktisch unbegrenzt, da keine verschleißanfälligen Bauteile wie Getriebe oder Leuchtdioden eingesetzt werden. Die Auflösung mit bis zu 1280 Impulsen pro Umdrehung reicht aus, um auch Anwendungsfälle im Fahrzeugbau, in Hydraulikmaschinen und in der Aufzugtechnik abzudecken. Fehlerquellen wie zusätzliche Dichtungen, die für herkömmliche Sensoren zur Abdichtung der Welle im Gehäuse nötig sind, entfallen. Der Magnetsensor dagegen kann auch innerhalb des Ölbades arbeiten, benötigt keine weitere Dichtung an der Welle und ist zusätzlich noch durch das Gehäuse der Hydraulikmaschine vor mechanischer Beschädigung geschützt.
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