Drehgeber
Technologie

Technologie im Drehgeber

Magnettechnik

Drehgeber, die auf der Magnettechnik beruhen, nutzen Hall-Effekt-Sensoren, um Drehbewegungen zu erfassen. Dabei erfassen die Sensoren die Orientierung eines an der Geberwelle befestigten Dauermagnets. Aus den Signalen der Sensoren berechnet ein Mikroprozessor dann den Rotationswinkel der Welle. Aufgrund des einfachen mechanischen Prinzips ist der magnetische Drehgeber der optischen Variante dahingehend überlegen, dass er bei geringerer Baugröße auch wesentlich robuster ist.

Die neue Generation der Drehgeber mit Magnettechnik zieht nun auch hinsichtlich der Messperformance mit den optischen Drehgebern gleich: Dank moderner leistungsstarker Mikroprozessoren, optimierter Signalverarbeitungssoftware und implementierter Temperaturkompensation erhöht sich die Messpräzision auf eine Genauigkeit von unter 0,1 Grad. Thermal bedingte Abweichungen werden auf ein Minimum reduziert. Gleichzeitig sinkt die Reaktionszeit des Drehgebers, die bisher zwischen 700 und 1400 Mikrosekunden lag, auf nahezu null Mikrosekunden – und bietet damit das Ansprechverhalten eines optischen Drehgebers.

Kein Wert geht verloren: Der Wiegand-Effekt

Magnetdrehgeber erfassen Rotationen im Winkel von 0 bis 360 Grad, jedoch kann der Hall-Effekt-Sensor ohne externe Stromzufuhr die Anzahl ganzer Umdrehungen nicht erfassen. Abhilfe schafft hier das integrierte Stromabnahmesystem, das auf dem Wiegand-Effekt basiert und den Drehzahlmesserkreis mit kurzen, kräftigen Spannungsimpulsen versorgt. Somit ist der Drehgeber auch ohne externe Stromzufuhr in der Lage, selbst Umdrehungen mit geringer Geschwindigkeit zuverlässig zu erfassen und zu speichern. Eine falsche Positionszuordnung durch Wellenrotation außerhalb von Maschinenlaufzeiten, etwa durch Druckverlust in einem Hebemechnanismus, ist damit ausgeschlossen.

Optische Technik

Lichtschranken leuchten durch Öffnungen, die in eine beschichtete Glasscheibe geätzt wurden. Impulse werden durch das Brechen der Strahlen erzeugt.

Optische Drehgeber sind sehr präzise.
Optische Drehgeber sind komplexe Geräte und bestehen aus vielen Einzelteilen.
Die Produktion von beschichteten Glasscheiben ist schwierig und teuer. Im Vergleich zu Drehgebern mit magnetischer Technik brechen sie leicht, wenn sie Schock und Vibration ausgesetzt werden.

Flansch- und Wellenvarianten auf einem Blick

Bauform RB / RMB als Synchroflansch mit 6 mm Welle
Bauform RA / RMA als Direktflansch mit Hohlwelle
Bauform RO / RMO als Direktflansch mit Hohlwelle
Bauform RU / RMU als Synchroflansch und 6 mm Vollwelle
Bauform RV / RMV als Klemmflansch und 10 mm Vollwelle

Wellenausführungen

Vollwelle

Drehgeber mit Vollwelle werden mit Hilfe einer Kupplung an drehende Maschinenwellen mit dem gleichen oder ähnlichen Durchmesser angebracht. Diese Kupplungen gleichen einen mechanischen Versatz zwischen den beiden Wellen aus und beugen so frühzeitigem Verschleiß vor. Diese Kombination eignet sich dadurch besonders bei regelmäßigen Schock- oder Vibrationsbelastungen

Hohlwelle

Drehgeber mit Hohlwelle werden direkt auf die drehenden Wellen montiert. Wellenkupplungen werden nicht benötigt, daher ist die Montage einfacher. Stattdessen verwenden sie einen flexiblen Montageflansch, der Statorkupplung genannt wird und die Ausrichtung leichter Fehlausrichtungen verringert. Drehgeber mit einseitig offener Hohlwelle besitzen keine durchgehende Montagebohrung

Wellendurchmesser und Baugröße

Der richtige Wellendurchmesser ist wichtig für die eine optimale Passgenauigkeit der ankommenden Welle.
Gängige Durchmesser für Vollwellen sind 6 mm, 8 mm und 10 mm.

Übliche Durchmesser für einseitig offene Hohlwellen liegen zwischen 6 mm und 15 mm. Für eine hohe Flexibilität der Durchmesser werden Reduzierhülsen in den Größen 6 bis 14mm in die Hohlwelle gesteckt.

Der Außendurchmesser wird üblicherweise als die Baugröße eines Drehgebers verstanden. ifm-Drehgeber sind in den Größen 36 bis 58 mm erhältlich.