In vielen Maschinen und Anlagen werden Messwertaufnehmer zum Erfassen von Winkeln, Positionen, Drehzahlen und translatorischen Bewegungen eingesetzt. Sie müssen aggressiven Medien wie Milchsäure, chemischen Reinigungsmitteln, salz- und schwefelhaltiger Luft ebenso wie Dampf- und Druckwasserbestrahlungen standhalten. Gehäuse, Wellen und Lagerungen sind daher alle in Edelstahl ausgeführt, Dichtungen, Verschraubungen, Kabel- und Steckeranschlüsse müssen entsprechend ausgewählt werden.
Winkelcodierer und Wegaufnehmer, die zum Erfassen und Messen von Längen, Dicken, Positionen und Vorschubgeschwindigkeit in solchen Maschinen und Anlagen eingesetzt werden, werden je nach Anforderungsprofil in den Edelstahl-Werkstoffen 1.4571 oder 1.4305 ausgeführt. Sie dienen z. B. als Istwertgeber in Zuführ- und Selektiereinrichtungen, zur Füllstand- und Dichtigkeitskontrolle oder zur Taktfolgeregelung. Zur Anpassung an die mechanischen Gegebenheiten sind viele Bauformen hinsichtlich Durchmesser, Länge, Befestigung und Messbereich lieferbar. Zur Umwandlung der erwähnten mechanischen Größen werden elektro-magnetische, elektro-optische oder induktive Sensorsysteme eingesetzt.
Die von den Messwertaufnehmern ermittelten Positionswerte sind entweder als proportionale analoge Signale, z. B. 4…20 mA oder ±10 V oder als digitale Daten verfügbar. Dabei kann zwischen seriellen SSI, CANopen, Profibus oder inkrementalen Schnittstellen gewählt werden. Zum Erfassen längerer Wege werden Multitour-Winkelcodierer in Verbindung mit Spindeltrieben, Seilzügen, Zahnriemen oder Vorschaltgetrieben eingesetzt. Ihr Messbereich erstreckt sich über maximal 32 768 Umdrehungen und ermöglicht besonders feine Positionierungen.
Verschiedene Bauformen
Die Winkelcodierer der Modellreihe TB 50 haben einen Durchmesser von 50 mm und eine Auflösung von 12 Bit/360°. Sie sind mit SSI, CANopen, analogen oder inkrementalen Schnittstellen lieferbar. Ventil- und Klappenstellung können z. B. damit an Steuereinheiten oder Kontrollanzeigen gemeldet werden. Das Sensorsystem dieser Bauart besteht aus Hall-Elementen, die von einem Permanentmagneten aktiviert werden. Die rotierenden Teile und die Elektronik befinden sich in zwei Kammern, die durch eine Metallwandung getrennt sind. Zum besonderen Schutz gegen Feuchtigkeit und Erschütterungen wird die rückseitige Kammer vergossen. Schutzarten bis IP 69K werden dadurch erreicht.
Die Dicke von Fleischteilen wird z. B. mit induktiven Wegaufnehmern gemessen. Ein loser beweglicher Stößel tastet dabei das Messgut ab. Dabei wird wenig oder gar kein Druck auf das Messgut ausgeübt. Das induktive Sensorsystem mit integrierter Elektronik ist in einem Edelstahlrohr von 25 mm Außendurchmesser untergebracht und vollständig vergossen. Bei Verwendung geeigneter Kabelverschraubungen wird die Schutzart IP 69K erreicht. Damit ist auch der Einsatz unter Wasser möglich. Ein zusätzliches Führungsrohr schützt bei Bedarf den Stößel gegen Verbiegen und ungewollte seitliche Krafteinwirkung. Lieferbar sind die Wegaufnehmer für Messbereiche bis 360 mm. Ein zusätzlicher Programmiereingang ermöglicht die Justierung des Messbereiches im Teach-in-Verfahren.
Für tiefe Temperaturen
Besondere Bedingungen stellt der Einsatz im Tiefkühlbereich. Als Rückmelder für Klappenstellungen von Zuführsystemen wurden Winkelsensoren entwickelt, die bei einer Dauertemperatur von -60 °C die Positionssignale zur Steuerung der Durchsatzmengen liefern. Das robuste Gehäuse von 50 mm Durchmesser sowie Welle und Kabelverschraubung bestehen auch hier aus Edelstahl. Wellendichtung und Kugellagerfette wurden besonders ausgewählt. Die Isolierung der Anschlusskabel wird auch bei der äußerst niedrigen Temperatur nicht spröde. Die Schutzart IP 68 verhindert das Eindringen von Wasser und Partikeln.
Zum freitragenden Anbau an die Welle eines Fleischverarbeitungsautomaten wurde ein Codierer mit Hohlwelle entwickelt. Die Befestigung auf der Antriebswelle erfolgt durch einen Klemmring. Drehmomentstützen verhindern das Verdrehen des Gehäuses. Zur Verminderung des Gewichts wurde eine Enghalskonstruktion gewählt. Der Codierer wiegt damit nur noch 320 anstelle von 600 g einer Standardausführung. Das verwendete elektro-magnetische Sensorsystem ermöglicht ebenfalls den Aufbau von Winkelcodierern ohne Welle und ohne Lagerung. Die Aktivierung erfolgt in diesem Fall berührungslos durch eine externe Magnetnabe, die auf einer Verstellwelle befestigt wird. Es entsteht dabei keine Reibung und kein Drehmomentbedarf. Bei Verwendung geeigneter Anschlusstechnik wird die Druckfestigkeit bis 40 bar gewährleistet.
dei 614
Sensorik für Winkel, Wege, Positionen
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