Energische Verbindung

Drehverbindung - Die Übertragung von Elektrizität über eine rotierende Verbindung ist mit konventionellen Leitungssystemen nicht möglich; statt dessen kommen dazu üblicherweise Schleifringe zum Einsatz. Neuartige Technologien ermöglichen die gleichzeitige Übertragung von Energie und Daten ohne kontaktierende Verbindung.

24. August 2005

Ein Nachteil üblicher Schleifringsysteme ist der unvermeidliche Verschleiß der Kontakte aufgrund der Reibung zwischen den ruhenden und den drehenden Komponenten. Speziell zur Übertragung von digitalen Daten kommen deshalb zunehmend kontaktlose Drehverbindungen zum Einsatz, bei denen die Daten auf kapazitivem Wege übertragen werden. Besonders hohe Datenraten ermöglicht dabei die patentierte Übertragungstechnik der Fürstenfeldbrucker Schleifring- und Apparatebau GmbH, die bis zu 5 Gigabit pro Sekunde übertragen kann. Für die kontaktlose Datenübertragung mit höchsten Geschwindigkeiten, etwa in der Automatisierungstechnik oder im Maschinenbau über Feldbussysteme, bietet das Unternehmen zudem eine patentierte mikrooptische Drehverbindung für die Übertragung von 4 bis 42 Datenkanälen, die mit Infrarot-Lichtsignalen im Bereich von 1.300 bis 1.550 Nanometern arbeitet.

Der Mehrkanal-Drehübertrager mit einem Durchmesser von nur 60 Millimetern arbeitet als passive Komponente für jedes Datenformat und Datenprotokoll, erlaubt zudem eine Übertragung von analogen Signalen und ist kompatibel zu den derzeit schnellsten gängigen Übertragungskomponenten. Die Integration des Drehübertragers in einen Übertragungspfad ist so einfach wie die Integration von handelsüblichen Glasfaserleitungen. Aufgrund der berührungslosen Übertragungstechnik ist der faseroptische Drehübertrager unempfindlich gegen Störungen und bietet höchste Lebensdauer ohne Wartung. Zum Einsatz kommt der nur 80 Millimeter lange Drehübertrager unter anderem in der Automatisierungstechnik, in Robotern oder Werkzeugmaschinen. Zudem eignet sich die Komponente als serielle Datenschnittstelle oder als Datenmultiplexer.

Doch nicht allein Daten lassen sich ohne schleifende Kontakte übertragen: Das Induktionsverfahren ermöglicht zudem die kontaktlose Übertragung von Energie über eine rotierende Verbindung. Die auf diesem Weg übertragbare elektrische Leistung bewegt sich zwischen einigen Milliwatt und mehreren Kilowatt mit einem sehr hohen Wirkungsgrad. Die induktive Energieübertragung arbeitet wartungsfrei und ohne Abrieb, verursacht oder erfordert kein eigenes Drehmoment und gewährleistet eine stabile Spannung im gesamten Leistungsbereich.

Die innovative Technik ermöglicht die kontaktlose Energieübertragung über Luftspalte von mehreren Millimetern und empfiehlt sich damit überall dort, wo Energie von einem Rotor auf einen statischen Verbraucher zu übertragen ist oder zur kabellosen Überbrückung eines konstruktiv notwendigen oder erwünschten Luftspaltes, etwa in Robotern, Werkzeugmaschinen oder rotierenden Wellen. Geeignete nicht-rotative Anwendungsgebiete sind beispielsweise spurgeführte Hallentransportsystemen, Schienenfahrzeuge, Krananlagen oder die Batterieladung bei Elektrofahrzeugen. Für eine kombinierte Energie- und Datenübertragung läßt sich neben einer induktiven Übertragung von bis zu 1.000 Watt eine kapazitive Datenübertragung für die unterschiedlichsten Bus-Systeme integrieren.

Rüdiger Neumann, Schleifring

Erschienen in Ausgabe: DIGEST/2005