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Antriebstechnik von Siemens und RockwellVom Hybridsystem zum doppelten Standard

Karl-Heinz Klumpe

Die KHS-Gruppe bietet die Antriebstechnik ihrer Verpackungsanlagen nun durchgängig in zwei verschiedenen Varianten an.

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Heavy-Duty-DrehgeberAngemessene Leistungsreserven

Unternehmen setzen Antriebstechnik heute für ganz unterschiedliche Anwendungen ein. Oft herrschen an den Einsatzorten raue Umweltbedingungen. Empfindlich dürfen Antriebe und Elektronik da nicht sein. Neue Heavy-Duty-Drehgeber sind genau für diesen Zweck konzipiert - sie fühlen sich sozusagen erst unter harten, extremen Bedingungen wohl.

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Heavy-Duty-Drehgeber: Angemessene Leistungsreserven

So vielfältig, wie die möglichen Anwendungen für Drehgeber sind, so spezifisch sind auch die Anforderungen. Denn die Antriebstechnik bestimmt längst alle Bereiche des modernen Lebens, von der Rohstoffgewinnung bis zur Medizintechnik. Dabei erfordern unterschiedliche Situationen meist angepasste Antriebslösungen mit entsprechend ausgelegten Komponenten. Raue Umgebungen setzen zum Beispiel auch robuste und widerstandsfähige Geräte voraus.

Genau für diese schwierigen Betriebsbedingungen stellt Baumer Hübner, das Kompetenzzentrum für Heavy-Duty-Lösungen der Baumer Group, ein entsprechendes Angebot an Drehgebern bereit, das auf solche Anforderungen ausgerichtet ist. So ist in der Windkraftnutzung für Komponenten in Offshore-Anlagen Korrosionsbeständigkeit nach ISO 12944 gefordert, während in der Stahlverarbeitung hohe Umgebungstemperaturen, starke Vibrationen und Schocks zu bewältigen sind. Wieder andere Anforderungen stellt die Papierproduktion, deren größte Herausforderung der allgegenwärtige und feine Papierstaub ist.

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In all diesen Anwendungsfeldern sind hohe Betriebssicherheit und Verfügbarkeit ohne kostenintensiven Wartungsaufwand wichtige Kriterien bei der Auswahl. Extreme Umgebungen erfordern folglich Drehgeber mit angemessenen Leistungsreserven, um bei entsprechenden Bedingungen langfristig stabil zu arbeiten. Heavy-Duty-Drehgeber zeichnen sich daher durch spezielle Merkmale aus, die den reibungslosen Betrieb auch unter widrigen Bedingungen sicherstellen. So sorgen beispielsweise das massive Metall-Gehäuse mit besonders hoher Wandstärke und eine extra stabile, zweiseitige Lagerung mit großem, optimalem Lagerabstand für eine hohe mechanische Stabilität.

Drehgeber für raue Umgebung

Die Summe der technischen Leistungsmerkmale sichert auch nach Jahrzehnten noch den verlässlichen Betrieb der Drehgeber in rauer Umgebung, zum Beispiel im Hamburger Hafen. Hamburg deckt als Drehkreuz zwischen Fernost und Ost-Europa rund zehn Prozent des europäischen Containerverkehrs ab. Im Jahr 2010 wurden knapp acht Millionen TEU (20-Fuß-Standard-Container) umgeschlagen. Einen wesentlichen Anteil daran hat das Container-Terminal Altenwerder (CTA), eine der modernsten Container-Umschlaganlagen der Welt. Als langjähriger Partner der Kranindustrie ist auch Baumer beteiligt, und zwar gleich mit einer ganzen Reihe von Heavy-Duty-Drehgebern:

Die Drehzahl der zwei direkt gekuppelten Hebezeug-Gleichstromantriebe mit je 500 kW erfassen jeweils zwei Drehgeber HOG 220 mit 95 mm Hohlwellendurchmesser. An den Getriebemotoren für die Schienenradsätze befinden sich die Hohlwellen-Drehgeber HOG 10. Nicht angetriebene Schienenräder sind mit direkt angeflanschten Gebern POG 10 bestückt. Der an das gummierte Messrad der Laufkatze angebaute Zwillingsgeber POG 10 G liefert redundante Drehzahlsignale.

Als neueste Entwicklung sorgt die Produktfamilie HOG 86 für die zuverlässige Drehzahl- und Positionserfassung. Die Hohlwellen-Drehgeber sind auf hohe Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit ausgelegt und lassen sich auch unter rauen Umgebungsbedingungen schnell und einfach montieren. Sie entsprechen der Schutzart IP66, verkraften Umgebungstemperaturen von -40 °C bis +100 °C und genügen dem Ex-Schutz der Kategorie 3. Verfügbar sind Ausführungen mit direktem Kabelabgang, radialer Flanschdose oder mit einem um 180° drehbaren Klemmenkasten. Ist der Drehgeber während des Anbaus geöffnet oder der Klemmenkastendeckel entfernt, schützt eine zusätzliche Kapselung Abtasteinheit und Elektronik vor Beschädigungen und gefährlichem Kontakt mit Staub oder Feuchtigkeit. Die an über zehn unterschiedlichen Positionen montierbare Drehmomentstütze bietet zusätzliche Flexibilität beim Drehgeber-Anbau. Eine mechanisch robuste Konstruktion allein reicht für extreme Umweltbedingungen nicht aus. Auch die Elektronik muss entsprechend widerstandsfähig sein. Die Signale werden daher mit einem Opto-ASIC erfasst, der auch bei starken Temperaturschwankungen und widrigen Umgebungsbedingungen genaue Messergebnisse liefert.

Aber auch all diese Maßnahmen schützen nicht immer vor Fehlfunktionen, die etwa als Folge von starken Stößen oder Vibrationen auftreten können. Viele Anwender fordern daher ein Condition Monitoring zur unmittelbaren Erkennung von Fehlfunktionen und zur Vermeidung von Folgeschäden. Dies war Basis für die Entwicklung der integrierten Funktionsüberwachung „Enhanced Monitoring System (EMS)“. Sie überprüft laufend und über den gesamten Drehzahlbereich hinweg sämtliche Drehgeberfunktionen. Eventuelle Störungen lassen sich somit schnell ermitteln und über einen Alarmausgang an die Steuerung melden. Diese leitet dann unverzüglich entsprechende Maßnahmen zur Vermeidung von Folgeschäden ein.

Der Betriebszustand wird zudem direkt am Drehgeber mit einer Mehrfarb-LED visualisiert. Grünes Blinken zeigt einerseits eine störungsfreie Funktion, andererseits auch das Drehen des Drehgebers. Rotes Blinken warnt bei Strich-, Nullimpuls- oder Signalfolgefehlern und rotes Dauerlicht erscheint bei einer Überlastung der Ausgangstreiber. Der Anwender ist damit fortwährend über den Zustand des Geräts informiert. EMS ist damit eine effiziente Überwachungsfunktion. Sie benötigt keine zusätzlichen Funktionsmodule zur Anzeige des Drehgeber-Status, arbeitet autark und muss nicht vor der Installation mit externen Mitteln parametriert werden.jg

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