WA1101_Schoepferische - Wachendorff Automation Drehgeber

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Wachendorff Automation
GmbH & Co. KG
Industriestraße 7
D-65366 Geisenheim
www.wachendorff-automation.de
Tel.: +49 (0) 67 22 / 99 65 - 120
Fax: +49 (0) 67 22 / 99 65 - 509
Ansprechpartner für Redaktionen:
Dirk Rott, Leiter Marketing
Geisenheim, 01.02.2011
Fachpressetage 2011
Die Innovation:
Multiturn-Technologie EnDra®
Ausgangssituation und Aufgabenstellung
Ein absoluter Drehgeber sendet für das Positionieren in z. B. einer Produktions- oder
Verpackungsmaschine einen Positionswert der Welle, die Singleturnposition.
Möchte man über eine Umdrehung hinaus den absoluten Wert erfassen, werden zusätzlich zur
Singleturn-Position die Anzahl der Umdrehungen erfasst. Man spricht dann von einem MultiturnDrehgeber. Die Positionsangabe wird in der Regel mittels Protokoll über eine intelligente
Schnittstelle (z.B. CANBUS) an eine Steuerung gesendet. Aufgrund der Drehbewegung aus der
Anwendung steht dem Drehgeber eine mechanische Energie zur Verfügung. Gelingt es diese in
ausreichend elektrische Energie umzuwandeln, um damit die Anzahl der Umdrehungen in einen
elektrischen Zähler zu schreiben, dann hat man zwar nicht das Perpetuum Mobile, aber einen
energieautarken Zähler für die Umdrehungszählung erfunden. Ein Dynamo funktioniert nicht, da
auch kleinste Drehbewegungen mit niedriger Geschwindigkeit vorkommen können. Die
Innovation von Wachendorff heißt EnDra® (Energie Draht).
Funktionsprinzip EnDra®-Multiturn-Technologie (Grobbeschreibung)
Ein Wieganddraht besteht aus einem Hartmagnetmantel und einem Weichmagnetkern. Die
absolute Position pro Umdrehung (Singleturn) wird mit einem Magneten an der rotierenden Welle
und vier Hallsensoren gemessen. Fährt das Feld des Magneten durch Drehung der Welle am
Wieganddraht entlang, will der weichmagnetische Kern dem Feld folgen, der hartmagnetische
Mantel verhindert dies. In dem Draht entsteht ein immer größerer Feldunterschied (wie z. B. beim
Spannen eines Bogens). Sobald das externe Feld die Koerzitivfeldstärke des Mantels erreicht,
wird der Mantel entmagnetisiert und die aufgebaute Spannung des Kerns springt sprunghaft um.
Dieser geschwindigkeitsunabhängige Impuls wird zweimal pro Umdrehung generiert und über
eine Spule in elektrische Impulse gewandelt. Diese Impulse erzeugen genügend Energie für das
Betreiben eines energiearmen FRAM-Speichers und dienen auch als Information der erfolgten
Anzahl der Umdrehungen. Für diese Umdrehungszählung wird keine zusätzliche externe Energie
benötigt. Liegt wieder externe Spannung an, errechnet ein intelligenter Mikrocontroller den
richtigen Wert aus der Position und der Anzahl der Umdrehungen und sendet den Wert an die
Steuerung.
Die Vorteile und damit die Nutzen, die sich aus dieser Technologie für den Anwender –
Maschinenbauer und Anlagenbetreiber – ergeben, sind sehr groß.
Folgende Gegenüberstellungen verdeutlicht dies:
Eigenschaft
ohne Batterie
ohne Getriebe
kleinere Bauform, geringes Gewicht
weniger Bauteile
geringer Verbrauch
Nutzen
umweltschonend, wartungsfrei, keine
Entsorgung, geringere Verwaltungskosten
verschleißfrei, wartungsfrei
geringerer Platzbedarf,
neue Einsatzmöglichkeiten
geringere Ausfallwahrscheinlichkeit
Energieeinsparung
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Wachendorff Automation
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Dirk Rott, Leiter Marketing
Geisenheim, 01.02.2011
Schöpferische Zerstörung
Die EnDra®-Multiturn-Technologie hat das Potential eine schöpferische Zerstörung auszulösen.
Sie kann – und „wird“ nach Meinung von Wachendorff – den Markt vollständig verändern.
Hierfür sprechen u. a. folgende Thesen:
1.) Allein in Deutschland würden voraussichtlich über 250.000 Batterien und Getriebe pro Jahr
nicht mehr eingesetzt werden müssen. Allein der Umweltschutzgedanke gebietet es, sich in diese
Richtung zu orientieren.
2.) In ca. zwei bis drei Jahren – wenn der Markt über die neue Technologie umfassend informiert
ist – werden die veralteten Technologien mit Getriebe und Batterie vollständig abgelöst werden.
3.) Aufgrund der geringeren Kosten an Material und in der Produktion können völlig neue
Einsatzgebiete erschlossen werden.
4.) Auch aufgrund der Einschränkungen der veralteten Technologien mit Getriebe oder Batterie
(z. B. Temperaturempfindlichkeit, großer Platzbedarf, wartungspflichtig, hohe Umweltbelastung
und hoher Entsorgungsbedarf) werden jetzt neue Felder, z. B. im Bereich der Windenergie,
Medizintechnik, Aufzugstechnik, mobilen Arbeitsmaschinen und Anlagen-/Maschinenbau
kontinuierlich erschlossen.
5.) Die Hersteller von Getrieben werden in dem Segment für Multiturn-Drehgeber sehr deutliche
Umsatzrückgänge verbuchen müssen.
Fazit
Mit der EnDra®-Multiturn-Technologie eröffnen sich völlig neue Anwendungsgebiete für absolute
Drehgeber, z. B. im Aufzugsbau, bei mobilen Arbeitsmaschinen, der Medizintechnik, alternativer
Energieerzeugung sowie im Maschinen- und Apparatebau. EnDra® ist der innovative Meilenstein
für die Miniaturisierung, Wartungsfreiheit und Umweltfreundlichkeit bei absoluten MultiturnDrehgebern und löst eine „Schöpferische Zerstörung“ aus.
Exkurs:
Schöpferische Zerstörung (Quelle: wikipedia.org)
Die Schöpferische Zerstörung ist ein Begriff aus der Makroökonomie, dessen Kernaussage
lautet: Jede ökonomische Entwicklung (im Sinne von nicht bloß quantitativer Entwicklung) baut
auf dem Prozess der schöpferischen bzw. kreativen Zerstörung auf. Durch eine Neukombination
von Produktionsfaktoren, die sich erfolgreich durchsetzt, werden alte Strukturen verdrängt und
schließlich zerstört. Die Zerstörung ist also notwendig (und nicht etwa ein Systemfehler), damit
Neuordnung stattfinden kann. (veröffentlicht von Joseph Alois Schumpeter)
Geisenheim, 01.02.2011
Robert Wachendorff, Dipl. Wirtsch.-Ing.
Wachendorff Automation GmbH & Co. KG
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