Drehgeber

Was ist ein Drehgeber und wie funktioniert er?

Ein Drehgeber ist ein elektromechanisches Gerät, das zur Erfassung der Position, Drehzahl oder der Anzahl der Umdrehungen einer rotierenden Achse dient. Er kann in zahlreichen Anwendungen eingesetzt werden, beispielsweise in Industriemaschinen, Robotern oder bei der Messung der Bandgeschwindigkeit von Fördersystemen.

Es gibt zwei Hauptarten von Drehgebern: inkrementelle und absolute Drehgeber. Inkrementelle Drehgeber liefern eine bestimmte Impulszahl pro Umdrehung und werden hauptsächlich zur Messung der Drehzahl verwendet. Absolute Drehgeber hingegen speichern Positionswerte und können daher die genaue Position der Achse in einem bestimmten Moment feststellen.

So funktioniert ein Drehgeber:

1. Umdrehung: Die Drehachse des Drehgebers ist mechanisch mit der zu überwachenden Achse gekoppelt. Wenn diese Achse sich dreht, dreht sich auch die Achse des Drehgebers.
2. Impulszahl: Bei einem inkrementellen Drehgeber wird für jede Umdrehung eine festgelegte Anzahl an Impulsen erzeugt. Diese Impulszahl ist ein Maß für die Drehzahl der Achse.
3. Positionswerte: Bei absoluten Drehgebern wird für jede mögliche Position ein eindeutiger Wert gespeichert. Dadurch kann die Position der Achse jederzeit genau bestimmt werden.
4. Drehzahl: Sowohl inkrementelle als auch absolute Drehgeber können zur Messung der Drehzahl verwendet werden. Die Anzahl von Inkrementen in einer vordefinierten Zeit werden hierfür ausgewertet.
5. Bandgeschwindigkeit: In Anwendungen wie Fördersystemen kann der Drehgeber dazu verwendet werden, die Bandgeschwindigkeit zu messen, indem die Drehzahl der Rolle oder Achse erfasst wird, die das Band bewegt.

Welche Arten von Drehgebern gibt es?

Es gibt verschiedene Arten von Drehgebern, die je nach Anwendung und Anforderungen ausgewählt werden können. Die wichtigsten Kategorien sind:

1. Inkrementalgeber: Diese Drehgeber messen Änderungen in der Position, aber nicht die absolute Position selbst. Sie generieren eine bestimmte Anzahl von Impulsen pro Umdrehung und sind daher gut geeignet zur Messung der Drehzahl. Inkrementalgeber setzen die Position jedoch immer relativ zu einem Ausgangspunkt, oft dem Punkt, an dem das Gerät eingeschaltet wurde, und können die absolute Position nicht speichern.
2. Absoluter Drehgeber: Im Gegensatz zu Inkrementalgebern speichert der absolute Drehgeber Positionswerte für jede mögliche Position der Achse. Das bedeutet, dass er auch nach einem Neustart oder einer Stromunterbrechung die genaue Position der Achse ermitteln kann, ohne dass eine Referenzfahrt nötig ist.
3. Optischer Drehgeber: Diese Drehgeber nutzen Lichtstrahlen und optische Sensoren zur Bestimmung der Position. Ein Lichtstrahl wird durch eine codierte Scheibe gesendet und die dadurch entstehenden Licht- und Schattenmuster werden von einem Sensor erfasst. Optische Drehgeber können sowohl als inkrementelle als auch als absolute Drehgeber konfiguriert sein und bieten in der Regel eine hohe Auflösung und Genauigkeit.
4. Sensorlos: Obwohl der Begriff "sensorlos" im Kontext von Drehgebern eher selten ist, gibt es Anwendungen, in denen die Drehzahl oder Position mittels softwarebasierter Algorithmen und ohne den Einsatz eines physischen Drehgebers ermittelt wird. In solchen Fällen werden oft die im System vorhandenen Daten, wie Strom- und Spannungsmessungen des Motors, zur Schätzung der Position oder der Drehzahl verwendet.

Was sind die häufigen Einsatzgebiete für Drehgeber?

Drehgeber werden in einer Vielzahl von Anwendungsbereichen eingesetzt, um Position, Geschwindigkeit und Drehzahl von Maschinen und Anlagen zu überwachen und zu steuern. Hier sind einige der häufigen Einsatzgebiete:

1. Holzverarbeitung: In Sägewerken und Holzverarbeitungsanlagen werden Drehgeber verwendet, um die Geschwindigkeit und Position von Sägen, Fräsmaschinen und anderen Werkzeugen präzise zu steuern. Sie tragen zur Verbesserung der Schnittqualität und der allgemeinen Prozesseffizienz bei.
2. Werkzeugmaschinen: In CNC-Maschinen, Drehbänken und Fräsmaschinen sind Drehgeber unerlässlich, um die Position und Geschwindigkeit der Werkzeugbewegungen zu steuern. Sie gewährleisten, dass die Werkzeugmaschinen mit höchster Präzision arbeiten.
3. Intralogistik: In der Lager- und Materialflusstechnik sind Drehgeber wichtig für die Überwachung von Förderbändern, automatisierten Wagen und anderen Transportsystemen. Sie sorgen für einen reibungslosen und effizienten Warenfluss innerhalb eines Lagers oder einer Produktionsstätte.
4. Industrielle Automation: In Produktionslinien und Montageanlagen werden Drehgeber eingesetzt, um die Positionierung und Geschwindigkeit von Maschinen und Robotern präzise zu steuern.
5. Motoren und Antriebssysteme: Drehgeber überwachen die Geschwindigkeit und Drehzahl von Elektromotoren und können zur präzisen Steuerung in Antriebssystemen eingesetzt werden.
6. Automobilindustrie: Drehgeber werden in Test- und Prüfständen verwendet, um die Drehzahl und Leistung von Motoren zu messen.
7. Druckindustrie: Drehgeber kontrollieren die Position und Geschwindigkeit von Druckwalzen und Papierführungen in Druckmaschinen.
8. Verpackungsmaschinen: In Verpackungsanlagen werden Drehgeber verwendet, um die Geschwindigkeit und Position von Förderbändern, Greifern und anderen Mechanismen zu überwachen.

Ist ein Drehgeber vergleichbar mit einem Drehzahlwächter, Drehrichtungswächter und Stillstandwächter? 

Ein Drehgeber, ein Drehzahlwächter, ein Drehrichtungswächter und ein Stillstandwächter haben zwar ähnliche Einsatzgebiete, insbesondere in der Überwachung und Steuerung von rotierenden Maschinenteilen, sie haben jedoch unterschiedliche Funktionen und Anwendungen:

1. Drehgeber: Ein Drehgeber ist ein Sensor, der die Drehzahl, Position und Umdrehungen einer Achse misst. Er kann entweder absolute oder relative Positionswerte liefern und wird in einer Vielzahl von Anwendungen für die präzise Steuerung und Überwachung eingesetzt.
2. Drehzahlwächter: Dieses Gerät ist speziell darauf ausgelegt, die Drehzahl einer Maschine zu überwachen. Wenn die Drehzahl einen voreingestellten Wert über- oder unterschreitet, löst der Drehzahlwächter einen Alarm aus oder nimmt eine andere vordefinierte Aktion vor, etwa das Abschalten der Maschine.
3. Drehrichtungswächter: Dieses Überwachungsgerät kontrolliert die Drehrichtung einer Maschine oder Achse. Es löst einen Alarm oder eine Aktion aus, wenn die Drehrichtung von der vorgeschriebenen abweicht, was insbesondere für die Sicherheit von Systemen wichtig sein kann.
4. Stillstandwächter: Dieses Gerät überwacht, ob eine Maschine oder Achse in Bewegung ist oder stillsteht. Der detektierte Stillstand gibt eine Schutzeinrichtung frei, bzw. ein unerwartetes Wiederanlaufen löst das sichere Abschalten aus.