Multiturn-Kit Encoder im 22-mm-Format: Stromlos auf Position

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a.b.jödden gmbh

Posital hat miniaturisierte 22-mm-Multiturn-Kit Encoder für Klein- und Kleinstantriebe entwickelt. Was Multiturn-Motorfeedback für dieses Segment bringt.

Waren Klein- und Kleinstmotoren bislang allenfalls mit Singleturn- bzw. Inkrementalgebern ausgerüstet, machen die hochkompakten magnetischen Multiturn-Kits – als Weltneuheit – den Weg frei für vollständiges Motorfeedback. Auch bei plötzlichem Stromausfall und Anlagenstillstand bleibt die energieautarke Zählelektronik der Mini-Kits auf Position: Lückenlos verfolgt sie im stromlosen Zustand die Bewegung der nachlaufenden Welle und gibt die gepufferten Positionswerte beim Restart präzise und nahtlos an die zentrale Steuerung weiter. Zeitaufwändige und teure Referenzfahrten – Standard bei Inkrementalsystemen – entfallen komplett! Für den User bedeutet dies mehr Prozesssicherheit und Datentiefe sowie höhere Effizienz und geringere Kosten.

Warum die Multiturn-Technik für Kleinantriebe fehlte

„Lange fehlte eine schlank-bauende Multiturn-Technologie, die wir jetzt mit unseren Mini-Kits parat haben – und so Multiturn endlich auch bei Klein- und Kleinstantrieben zum Durchbruch verhelfen“, unterstreicht Posital-Europachef Jörg Paulus. Mit ihrem ultrakompakten Footprint (Durchmesser: 22 mm, Höhe: 23 mm) sind die winzigen Montagekits, die gerade mal 35 g wiegen, passgenau auf die gängigsten Kleinstmotoren abgestimmt. Problemlos lassen sie sich in vorhandene Motor-Designs integrieren. Schnell und sicher gehen Installation und Kalibrierung über die Bühne. Während der rotierende Magnet am Ende der Welle fixiert wird, sind die übrigen Komponenten – mit dem 20 Cent-großen Elektronikpaket (inkl. Wiegand Sensor für die energieautarke Versorgung der Zählelektronik) als Herzstück – mit ein paar Handgriffen an der Rückseite des Motors installiert. Die Montage erfolgt unter normalen Fabrikbedingungen – Reinraum ist kein Thema. Mit SSI und Biss C stehen zwei herstellerneutrale Schnittstellen bereit. Ein Plus ist auch die integrierte Kalibrierfunktion: Nach kurzem Andrehen der Welle stellt sich das Kit automatisch auf den Motor ein und hinterlegt die Parameter im Speicher.

Encoder in robuster Magnettechnik und batterielos

Die 22er-Kits sind der kleine Bruder der erfolgreichen 36 mm-Serie, die Posital 2016 als robuste magnetische Feedbacksysteme für Servomotoren startete – und damit eine clevere Alternative zu einfachen Resolvern und deutlich teureren Optik-Systemen schuf. „Aufbau wie Funktionsweise unserer Kits sind identisch und zeigen, dass sie Teil einer skalierbaren Produktfamilie sind, die mit 17-Bit-Auflösung und einer Genauigkeit von 0,09°aufwartet“, so Paulus. Entscheidend für den Launch der Mini-Kits war die Reduktion des Einbauraums um fast zwei Drittel gegenüber der 36’er-Serie. Möglich wurde dies durch die geschickte Neuplatzierung von zentralen Bauteilen ­wie den Hall-Sensoren oder dem 32 Bit-Mikroprozessor auf der Platine.

Garant für die Multiturn-Performance – die Versorgung der Zählelektronik im stromlosen Zustand – ist der Wiegand Sensor. Das Energy Harvesting-System, das auf eine Fingerkuppe passt und von Posital industriell gefertigt wird, reagiert auf ein rotierendes Magnetfeld und erzeugt bei jeder Umdrehung Spannungsimpulse. Um den Wiegand-Sensor für die Mini-Kits fit zu machen, waren umfangreiche Entwicklungsarbeiten im Aachener F&E-Zentrum von Posital notwendig. Die Herausforderung war, den notwendigen Output aus einem wesentlich kleineren Magnetfeld zu generieren. „Meistern konnten wir diese Aufgabe nur, weil wir uns schon lange dem Wiegand-Effekt widmen – und selbst den speziellen Wiegand-Draht in Eigenregie fertigen“, so Paulus.

In Beta-Tests mit namhaften Motorherstellern erhielten die auf der SPS 2019 als Prototyp vorgestellten Mini-Kits den letzten Schliff, bevor die Serienproduktion nun hochgefahren wurde. Produziert wird in Aachen, wobei schon jetzt der Switch von halb- auf vollautomatische Fertigung avisiert ist. „Ich habe selten eine so rasante Nachfrage erlebt“, so Paulus. „Es ist, als hätte der Markt buchstäblich auf unsere Minis gewartet.“

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