Tough Work

Spezial Sensor- und Messtechnik

Die neuen ENI58IL-Inkremental-Drehgeber von Pepperl+Fuchs überzeugen mit ihrer innovativen BlueBeam-Technologie neben hoher Genauigkeit durch ihre besondere Robustheit. Außerdem lassen sich quasi aus dem Baukasten anwendungsspezifische Lösungen schnell realisieren.

09. Mai 2017

In vielen Applikationen in Industrie und Maschinenbau herrschen heute sehr harte Einsatzbedingungen. Darum hat Pepperl+Fuchs den neuen BlueBeam-Drehgeber entwickelt, der auch in diesem Umfeld besteht. Ein Beispiel sind Horizontalspülbohranlagen zum grabenlosen Verlegen unterirdischer Versorgungsleitungen. Das Horizontalspülbohren ist durch den geringen Aufwand, gegenüber der Aushebung eines Grabens, seit vielen Jahren ein gängiges Verfahren, um unterirdische Rohr- und Kabelleitungen für beispielsweise Wasser, Abwasser, Öl, Gas oder Telefon zu verlegen.

Es bietet eine hohe Streckenleistung und erleichtert die Rohrverlegung vor allem in Innenstädten, bei der Unterquerung von Straßen und Autobahnen, von fließenden Gewässern, Gleisanlagen oder Start- und Landebahnen an Flughäfen usw. Auch beim Verlegen von Leitungen in Naturschutzgebieten minimiert das Horizontalspülbohren, international Horizontal Directional Drilling (HDD) genannt, die Erdarbeiten. Zusammengefasst dargestellt, bohren Horizontalspülbohranlagen zuerst mit einer leistungsgesteuerten Bohrautomatik einen unterirdischen Kanal, um dann im Rückzug ein oder mehrere Produkt- oder Leerrohre einzuziehen. Dies kann über mehrere Hundert Meter erfolgen. Die Rohrdurchmesser liegen häufig bei bis zu 700 Millimetern, können aber auch deutlich größer sein.

Allen Einflüssen trotzen

Um dem Zeitdruck, den oft beengten Platzverhältnissen und vor allem den schwierigen Bodenbeschaffenheiten sowie je nach Einsatzgebiet auch klimatischen Extrembedingungen bei großer Hitze oder Kälte gerecht zu werden, sind Horizontalspülbohranlagen zuverlässige Hochleistungsmaschinen, die sich durch eine besonders robuste Bauweise, intelligente Technologie und hohes Drehmoment auszeichnen. Die starken Beanspruchungen durch Stöße und Vibrationen, durch Schmutz, Feuchtigkeit und Temperaturen stellen vor allem für den Einsatz der verwendeten Sensorik einzigartige Herausforderungen dar. Dies gilt unter anderem auch für die Drehgeber, welche zur Rückführung der Spindeldrehzahl benötigt werden. Hier stellen Inkremental-Drehgeber mit der neuartigen BlueBeam-Technologie von Pepperl+Fuchs ihre Robustheit im dauerhaften Outdoor-Einsatz zuverlässig unter Beweis.

BlueBeam steht für Blaulicht-LEDs und bezeichnet das wesentliche Merkmal dieser Drehgeber. Pepperl+Fuchs setzt in den neuen Inkremental-Drehgebern der Serie ENI58IL, die nach dem optischen beziehungsweise fotoelektrischen Abtastprinzip arbeiten, erstmals speziell entwickelte Blaulicht-LEDs ein.

Wie aus dem bisherigen Stand der Technik bei optischen Drehgebern bekannt, wird darin eine rotierende Codescheibe mit einem radialen Strichgitter als Maßverkörperung eingesetzt. Die Rotation der Codescheibe sorgt für eine periodische Modulation des Lichtstroms aus einer Sende-LED.

Die Intensität wird durch ein Sensorelement detektiert und in elektrische Signale umgewandelt. Ein wesentlicher Unterschied ist allerdings, dass statt dem bisher verwendeten Infrarotlicht blaues Licht aus speziell entwickelten Blaulicht-LEDs verwendet wird. »Das blaue Licht der neuen Sende-LED weist bei gleicher Spaltbreite eine verringerte Beugung gegenüber dem längerwelligen Infrarotlicht auf und kann deshalb schärfer abbilden«, erklärt Stefan Horvatic, Leiter Produktmanagement bei Pepperl+Fuchs Drehgeber.

Wirkungsgrad massiv erhöhen

In Verbindung mit modernen Abtastchips, mit feineren und flacheren Strukturen, ist die Eindringtiefe des blauen Lichtes in den Chip kürzer und energetischer. Dies erhöht den Wirkungsgrad der Lichtquelle so stark, dass viel schärfere Konturen vom Abtastchip erzeugt werden. Das Resultat ist eine höhere Auflösung, eine stark verbesserte Signalamplitude und ein deutlich verringerter Flanken-Jitter, mit dem die neuen temperatur- und langzeitstabilen blauen LEDs die bisher verwendeten Infrarotlichtquellen in den Schatten stellen. »Ein weiterer genereller Vorteil der BlueBeam-Technologie ist, dass die Signale selbst unter hohen mechanischen Einwirkungen stabiler sind, da die Abtastung mehr Toleranzen verzeiht«, ergänzt Horvatic.

Die Erschütterungsfestigkeit entspricht zwar nominal dem Marktstandard, ist jedoch in Verbindung mit der hohen Präzision laut Hersteller bemerkenswert. Das macht die BlueBeam-Drehgeber technologisch zur optimalen Lösung für die Drehzahlmessung der Spindel in Horizontalspülbohranlagen, während sich der Bohrer im wahrsten Sinn des Wortes mit durchdringender Rotationskraft durch unterschiedlich schweren Boden arbeitet.

Robust dank spezieller Mechanik

»Die Robustheit der ENI58IL resultiert auch aus dem mechanischen Aufbau«, betont Horvatic. Die neuen BlueBeam-Drehgeber werden in einer eigens dafür eingerichteten Fertigungslinie, mit einem modernen One-Piece-Flow-System, montiert. Jeder Drehgeber, der diese Fertigungslinie verlässt, zeichnet sich durch einen robusten Aufbau mit verblockten Lagereinheiten aus. Das ermöglicht dauerhaft hohe Lagerlasten und verhindert das Auspressen der Kugellager, was für eine zuverlässige Funktion und eine erhöhte Lebensdauer sorgt.

In diesem Zusammenhang erwähnt Horvatic auch die EMV-Schutzbeschaltung, mit der Pepperl+Fuchs für Funktionssicherheit sorgt. Über die CE-Mindestanforderungen hinaus werden bis zu viermal höhere Pegel erfüllt, um unter ungünstigen Bedingungen eine stabile, zuverlässige Funktion zu gewährleisten.

Die genannte One-Piece-Flow-Fertigung ermöglicht gleichzeitig eine schnelle Verfügbarkeit der ENI58IL in hoher Variantenvielfalt, mit einem vollständigen Portfolio an Industrie-Standard-Drehgebern. Dies wird unterstützt von einer modularen Produktarchitektur. Das Standardgehäuse besteht aus einem seewasserbeständigen Aluminium mit 58 Millimetern Durchmesser. Es gibt Voll-, Hohl- und Steckwellen-Varianten und verschiedenste Flanscharten für den internationalen Einsatz.

Universeller Treiber an Bord

Alle Wellenversionen sind in drei Varianten mit Klemm-, Synchro- oder Quadratflansch sowie mit allen gängigen axialen und radialen Gerätesteckern beziehungsweise Anschlusskabel erhältlich. Eine Besonderheit der ENI58IL ist der universelle Ausgangstreiber mit 5 bis 30 Volt in Form einer TTL-/HTL-Kombi-Schnittstelle. So ist jede Drehgebervariante an die spezifische Applikation anpassbar. Für die Applikation in Horizontalspülbohranlagen liefert Pepperl+Fuchs die ENI58IL mit Schutzklasse IP68.

»Aufgrund der vorhandenen hohen Produktvarianz der neuen BlueBeam-Drehgeber sind wir in der Lage, kundenspezifische Modifikationen wie hier für den harten Outdoor-Einsatz sehr schnell zu realisieren«, resümiert Stefan Horvatic. mk

Erschienen in Ausgabe: 04/2017