Hybrid-Kugellager und blaue LEDs

Blau & Genau

 Die Hohlwellen-Drehgeber der ENI90-Serien erreichen eine absolute Genauigkeit von ±0,025°.
Die Hohlwellen-Drehgeber der ENI90-Serien erreichen eine absolute Genauigkeit von ±0,025°.Bild: Pepperl+Fuchs SE

So wie die Blu-ray-Technologie für Filme in 4K UHD-Qualität steht, ermöglicht die Blue Beam Technologie dank dem blauen Licht eine verbesserte Signalamplitude und damit eine höhere Auflösung als gewöhnliche Infrarot LED’s. Die Wellenlänge von 460nm verringert außerdem das Signalflattern (Jitter). Durch die hochfrequente Abtastung sind die Drehgeber zusätzlich resistenter gegen mechanische Einwirkung durch Vibration und Schock.

 Von der Standardausführung bis zur Heavy-Duty-Version bieten die Geräte abgestimmte Lösungen für die jeweiligen Einsatzbedingungen.
Von der Standardausführung bis zur Heavy-Duty-Version bieten die Geräte abgestimmte Lösungen für die jeweiligen Einsatzbedingungen.Bild: Pepperl+Fuchs SE

Keramik verhindert Stromdurchschlag

Beim Einsatz in der Leistungselektrik müssen die Drehzahlen von Elektromotoren oder Generatoren bestimmt werden. In diesen Maschinen kann durch elektromagnetische Induktion ein Wellenstrom entstehen. Die Hohlwelle des Drehgebers ist auf der Welle montiert und somit der Gefahr eines Spannungsüberschlags ausgesetzt.

In einem herkömmlichen Drehgeber wird in diesem Fall ein Stahlkugellager zur leitenden Komponente. Bei einem Spannungsüberschlag kann es in einem gewöhnlichen Kugellager zur Elektroerosion an den Ringen und Wälzkörpern kommen. Ebenso besteht die Gefahr, dass das Lagerfett verbrennt: Die Funktion des Lagers ist beeinträchtigt und seine Haltbarkeit drastisch verringert. Außerdem können wichtige elektronische Bauteile zerstört werden.

Um das zu verhindern sind die Geräte der Serien ENI90PL und ENI90HD mit verschleißfesten Hybrid-Kugellagern ausgestattet. Sie isolieren die Elektronik gegen den Wellenstrom und schützen sie wirksam gegen einen Durchschlag. Ihre Kugeln bestehen aus nichtleitender Hochleistungskeramik, die den Spannungsüberschlag bis zu einer Spannung von 2 bzw. 2,5kV zuverlässig verhindern. Das Material ist zudem äußerst hart, abriebarm und verschleißfest. Die Elektronik im Inneren des Gehäuses bleibt wirksam isoliert. Diese Eigenschaften sollen hohe Zuverlässigkeit und Langlebigkeit selbst unter extremen Einsatzbedingungen garantieren. Die verblockte Lagereinheit ist überdurchschnittlich groß und bietet damit zusätzliche Reserven für außergewöhnliche Spitzenlasten. Werte oberhalb der Drehzahlgrenze im Normalbetrieb werden toleriert, eine lange Betriebszeit somit ermöglicht.

Ausstattung und Kennwerte

Für eine einfache mechanische Integration der Geräte steht eine breite Palette von Anschluss- und Befestigungselementen zur Verfügung. Als Drehmomentstützen können Feder- und Stützbleche sowie Gelenkarme dienen. Mit ihnen lassen sich die Geräte in ganz unterschiedlichen Einbausituationen befestigen. Für die Erdung und Abdichtung der Kabeldurchführungen gibt es umfangreiche Komponentensets.

Die maximale Drehzahl beträgt je nach Geräteversion und Schutzart 3.000 oder 6.000U/min. Die Standardversion ENI90IL bietet eine Auflösung von 2.048 Impulsen; bei den beiden anderen Varianten beträgt der Wert 5.000. Der Temperaturbereich reicht von -40 bis +85°C. Die Geräte können mit den Schutzarten IP65, IP66 oder IP67 ausgestattet sein. Für die Signalübertragung steht wahlweise ein universeller Ausgangstreiber oder eine RS422-Schnittstelle zur Verfügung.

Anwendungsbeispiel Walzwerk

In den Walzwerken der Stahlindustrie wird Rohstahl zu Vorprodukten wie Blechen, Rohren, Stäben und Träger verarbeitet. Dabei pressen rotierenden Walzen heißes und kaltes Metall in die gewünschte Form. Die Produktqualität hängt von der präzisen Synchronisation der Ein- und Ausgangsgeschwindigkeiten aufeinanderfolgender Walzengerüste ab. Die Motoren der Walzwerke müssen gleichmäßig laufen und synchrone Drehzahlen halten. Die Drehgeber der ENI90PL-Serie widerstehen starken mechanischen Einwirkungen und liefern selbst unter den rauen Bedingungen der Stahlindustrie präzise Drehzahlwerte. Das Hybridkugellager verhindert den Durchschlag der potenziell starken Wellenströme in den Hochleistungsmotoren.

Anwendungsbeispiel Windkraft

Windräder sollen ohne viel Wartung dauerhaft Strom liefern, denn ihre Standorte befinden sich oft an unzugänglichen Orten auf See oder im Gebirge. Eine genaue Drehzahlmessung bildet die Voraussetzung für die präzise Regelung der Anlagen, die eine optimale Energieausbeute ermöglicht und sie vor Überlast schützt. Hohe Luftfeuchtigkeit, große Temperaturschwankungen und die mechanische Einwirkung der variablen Windlast dürfen dabei keine Rolle spielen. Ein Drehgeber der ENI90-Serie wird an der Generatorwelle montiert.

Anwendungsbeispiel Krananlage

Hafenanlagen am Meer sind Wind und Wetter sowie der ständigen Korrosion durch Salzwasser ausgesetzt. Die Ausrüstung muss große mechanische Belastungen aushalten können. Der ausfallsichere Heavy-Duty-Drehgeber ENI90HO besitzt ein Gehäuse aus salzwasserbeständigem Aluminium. Die robuste Ausführung und großzügig dimensionierte Lager machen ihn in hohem Maße resistent gegen Schock und Vibration.

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