Bild: Fritz Kübler GmbH

Bild: Fritz Kübler GmbH

Flexible Anbau- und Einbaulösungen bis hin zu individuell zugeschnittenen Messsystemen wie beispielsweise smarte lagerlose Drehgeber in Asynchronmotoren zu integrieren, gehören zur Expertise von Kübler.

So positioniert sich das mittelständische Familienunternehmen als starker Partner an der Seite von Antriebsherstellern und schafft mit seinen Drehgeber-Lösungen echten Mehrwert.

Asynchronmotoren: optimale Drehzahlrückführung und präzise Winkelposition des Rotors

Der weltweit am meisten eingesetzte elektrische Antrieb im industriellen Umfeld ist der Asynchronmotor. Dieser wird vor allem dann gebraucht, wenn im höheren Leistungsbereich dynamischer Anwendungen hohe externe Massenträgheitsmomente geregelt werden müssen bzw. bei denen es in erster Linie auf einen kontinuierlichen und präzisen Rundlauf der Achsen ankommt. Damit dies gelingt werden Asynchronmotoren mit einem Frequenzumrichter betrieben und für die Erfassung der Drehzahl inkrementale Drehgeber als Rückführung verwendet. In Papier- und Textilmaschinen eignen sich Asynchronmotoren deshalb hervorragend als Walzenantriebe. Auch im Bereich der Werkzeugmaschinen wie beispielsweise in Fräsbearbeitungszentren oder Drehautomaten werden diese eingesetzt. Es bedarf einer konstanten Drehzahl, um die Vielzahl an Achsen gleichmäßig anzutreiben, sodass das eigentliche Produkt in der Anlage oder Maschine optimal bearbeitet werden kann und einzelne Prozessschritte reibungslos ablaufen.

Hierfür bietet Kübler ein breites Portfolio an inkrementellen Drehgebern an, welches sich aufgrund der Vielzahl an mechanischen und elektrischen Möglichkeiten auszeichnet. Ein weiteres breites Anwendungsfeld sind Getriebemotoren, eine Kombination aus Asynchronmotor und Getriebe. Diese wird vor allem dann eingesetzt, wenn große Drehmomente übertragen werden sollen, z.B. an großen Rundtischen, wo gleichzeitig unterschiedliche Prozessschritte an verschiedenen Bearbeitungsstationen durchgeführt werden. Absolute Drehgeber werden hier zur Positionsüberwachung eingesetzt. Auch nach einem spannungslosen Zustand steht nach dem Wiedereinschalten die absolute Position wieder bereit. Referenzfahrten werden somit überflüssig und der Produktionsablauf kann dadurch ohne Wartezeiten wieder aufgenommen werden. Im Vergleich zu inkrementellen Drehgebern haben marktübliche absolute Drehgeber aufgrund der Getriebetechnologie eine deutlich längere Bauform. Größere Einbauräume sowie größere Lüfterhauben sind die Folge. Das hat Kübler geändert und bietet den flachsten Multiturn Drehgeber auf dem Markt an – den Sendix F5883 / F5888. Dieser zeichnet sich mit seiner geringen Bautiefe von nur 43 mm und tangentialem Kabelabgang als kompakte Sensorlösung für eine präzise Positionsüberwachung und optimale Drehzahlregelung des Motors aus. Es entstehen dadurch enorme Vorteile bei der Dimensionierung des Motors und letztendlich führt dies zu Einsparungen von Platz und Kosten.

Innovation bei Asynchronmotoren: 100 % Integration smarter, lagerloser Drehgeber

Kübler ist in der Antriebstechnik stark verwurzelt und hat sich mit seinem breiten Portfolio an Drehgebern dieser Branche verschrieben. Das fundierte Wissen in dieser Branche macht Kübler zu einem starken Partner für Antriebs- und Motorenhersteller, wenn es darum geht unterschiedlichste elektrische Antriebe präzise und optimal zu regeln und somit auch die Energieeffizienz zu steigern. Gemeinsam mit namhaften Herstellern dieser Branche hat Kübler auf Basis der lagerlosen Drehgeber ein integriertes Messsystem für Asynchronmotoren entwickelt, welches in punkto Leistungsfähigkeit, Kompaktheit und nicht zuletzt durch Einsparung von Platz und Kosten im Vergleich zu gelagerten Drehgebern neue Maßstäbe setzt. Eine enge und vertrauensvolle Zusammenarbeit beider Partner war hier essentiell, um das kompakte magnetische Messsystem in den Motor zu integrieren. Dank innovativer Abschirmtechnologie, welche auf FEM berechneten Simulationen basiert, und trotz magnetischer Störfelder, die beispielsweise beim Auslösen der elektromagnetischen Bremse entstehen, ist Kübler die Integration des kompakten magnetische Messsystems vollends gelungen.

Eine weitere Innovation in dieser Umsetzung besteht in der hohen Signalqualität und der daraus resultierenden hohen Regelgüte des Antriebs. Smarte digitale Echtzeit-Signalverarbeitung: hinter dem Begriff „smart“ verbirgt sich in doppelter Hinsicht eine innovative Neuerung: einerseits wird durch eine digitale, FPGA-basierte Signalverarbeitung ein Driften und Signalfehler, die z.B. durch Temperatur, Alterung und Einbautoleranzen usw. hervorgerufen werden, aktiv ausgeregelt. Somit werden trotz einer vergleichsweise groben Teilung der magnetischen Maßverkörperung genaue und hochaufgelöste Zustandsgrößen ermöglicht. Andererseits wird mittels der ohnehin vorhandenen Kenntnis der Kerngrößen des Antriebssystems, Condition Monitoring und Predictive Maintenance ermöglicht. Parametrierbarkeit, auch der integrierten digitalen Signalfilter mit Delaykompensation, die sich als sehr vorteilhaft in vielen Applikationen herausgestellt haben und ein elektronisches Typenschild inklusive Anwenderspeicher runden die Ausstattungsmerkmale ab.

Den Experten von Kübler ist es so gelungen, Feedbacksysteme zu intergieren, die über eine ungewöhnlich hohe Signalgüte verfügen und dennoch die bei einer Integration nötige Kompaktheit und Zuverlässigkeit aufweisen.

Smart Technology Drehgeber im Zeitalter von Industrie 4.0 / bereit für smart Motor

Die vierte industrielle Revolution ist voll im Gange und ist heute schon in vielen Branchen und Produktionsanlagen Realität geworden. Die stetig ansteigende Vernetzung aller Komponenten einer Anlage oder Maschine sind heute Anforderungen, um selbstorganisierte und effiziente Produktionsabläufe zu realisieren und somit die Leistung zu steigern und gleichzeitig die Kosten zu senken – ganz im Sinne der Vision Smart Factory. Kübler stattet hierzu seine Sendix Drehgeber und Position werden auch weitere Messgrößen wie Beschleunigung, Schock, Vibration, Temperatur, Betriebszeit u.v.m erfasst und ausgewertet. Der smarte Drehgeber wird somit zum Informations-, Mess- und Datenzentrum für elektrische Antriebe – Smarte Motoren werden verwirklicht. Bei Kübler spricht man an dieser Stelle von Analytics. Die Daten werden für eine Zustandsüberwachung des Drehgeber, Motors bzw. für die gesamte Anlage oder Maschine verwendet, um Condition Monitoring bzw. Predicitive Maintenace umzusetzen, die zur Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit und zur Reduzierung von ungeplanten Stillstandzeiten führen. Mit der Smart Identification wird jeder Sendix Drehgeber schnell und einfach in jede Anlage oder Maschine installiert. Dafür sorgt das elektronische Datenblatt, welches wichtige Merkmale zur Kommunikation, zum Drehgeber selbst, zum angeschlossenen Antrieb wie auch zur gesamten Umgebung beinhaltet und somit „Plug and Play“ realisiert werden kann. Namenhafte Hersteller aus dem Bereich der Antriebstechnik setzen heute und zukünftig schon smarte lagerlose Drehgeber aus dem Hause Kübler ein. Fazit: Durch die Smart Technology entstehen smarte Sensoren und daraus smarte Motoren, die in Anlagen eingesetzt werden und dies führt letztlich zur Smart Factory.