Vor allem Anwender aus den Bereichen Wind- und Wasserkraftanlagen, Papiermaschinen, Baumaschinen oder Großantrieben profitieren von der neuen Lösung für große Wellendurchmesser. Mit einem zum Patent angemeldeten Ansatz lösen die HDmag flex Spannbandgeber jetzt solche anspruchsvollen Messaufgaben an Wellen mit beliebigem – theoretisch unbegrenztem – Durchmesser. Der Spannbandgeber basiert auf einer doppelt ausgeführten, magnetischen Abtastung eines magnetisierten Bandes, das an seinen Enden – ähnlich einem Gürtel mit einem Spannschloss – um die Welle gespannt wird. Durch das berührungslose Messprinzip arbeitet der Drehgeber praktisch verschleißfrei und ist äußerst unempfindlich gegen Staub, Schmutz, Flüssigkeiten und Betauung. Der Sensorkopf (Bild 2) mit vollständig vergossener Elektronik kann in jeder Position an der Welle befestigt werden und toleriert axiale Verschiebungen des Spannbandes von ±5mm, wie sie z.B. aufgrund thermischer Ausdehnung an langen Wellen auftreten können. Der Luftspalt also der radiale Abstand vom Spannband zum Sensorkopf – darf bis 3mm groß sein, wodurch die bei Großwellen und deren Lagerungen typischen Toleranzen gut beherrschbar werden.
Montage innerhalb von Minuten
Der Anbau des Spannbandes an einer beliebigen axialen Position auf der Welle ist schnell realisierbar. Die Wellenoberfläche bleibt frei von Bohrungen, Nuten und Einstichen. Stattdessen lässt sich das werksseitig dem Umfang der Welle entsprechend zugeschnittene Spannband einfach um die Welle legen und mit dem an seinen Enden angebrachten Spannschloss verbinden. Die Drehgeber eignen sich damit ideal für Nachrüstungen. Das Spannschloss ist so ausgelegt, dass es Toleranzen des Wellendurchmessers von etwa 2mm ausgleichen kann. Für die anschließende Montage des Sensorkopfs sind lediglich zwei Befestigungsschrauben notwendig. Der Luftspalt lässt sich mit einer Lehre einstellen. Eine Person erledigt diese Arbeiten innerhalb weniger Minuten. Dabei lässt sich die im Abtastkopf integrierte elektronische Funktionsüberwachung als Justierhilfe nutzen. Selbst eine für einen Wellendurchmesser von 2m ausgelegte Sensorausführung wiegt weniger als 2kg und passt in eine schuhschachtelgroße Verpackung. Montage- und Transportkosten reduzieren sich damit deutlich gegenüber den bisher verfügbaren Lösungen.
24Bit aufgelöste Positionssignale
Dank seiner intelligenten Echtzeit-Signalverarbeitung liefert der Spannbandgeber jederzeit inkrementale und quasi-absolute Positionssignale mit hoher Qualität, unabhängig von der Spannschlossweite. Pro Umdrehung sind bei jedem Wellendurchmesser bis zu 131.072 Signalperioden möglich. Die beiden Sensoren im Abtastkopf sind werksseitig so ausgerichtet, dass stets wenigstens ein Magnetsensor das magnetisierte Band abtastet. Das ermöglicht eine durchgehende Positions- und Drehzahlberechnung trotz der durch das Spannschloss bedingten Lücke. Die Genauigkeit des bis 24Bit aufgelösten Positionssignals beträgt bei einer 1.000mm-Welle ±0,02Grad. Das ermöglicht z.B. an Windkraftanlagen den ferngesteuerten Rotor-Lock der Turbinenwelle. Der Spannbandgeber liefert eine gültige Position, sobald nach dem Einschalten des Geräts die Lücke des Spannbandes den Abtastkopf zweimal in gleicher Drehrichtung passiert hat. Gleichzeitig liefert der Spannbandgeber präzise digitale Drehzahlsignale in Echtzeit bis 18Bit mit frei wählbarer Skalierung und Filterung. Er erfasst Kriechbewegungen von 0,003U/min. Dies entspricht einer einzigen Umdrehung in sechs Stunden. Die von der Anwendung geforderten Ausgangssignale werden werksseitig konfiguriert. Als elektrische Schnittstellen stehen SSI, HTL, TTL SinCos sowie Kombinationen davon zur Verfügung.
