HeavyDuty-encoders – uiterst nauwkeurige zwaargewichten

HeavyDuty-encoders van Baumer Hübner zijn het "origineel". Meer dan een halve eeuw geleden voerde Baumer Hübner deze zeer betrouwbare en robuuste encoders in. Sindsdien worden ze overal gebruikt waar het er hard aan toe gaat en waar een uitval geen optie is. Aan welke voorwaarden moet een HeavyDuty-encoder voldoen en welke opties biedt deze encoder de exploitant?

Door het complexe HeavyDuty-afdichtingsconcept van Baumer zijn de beschermingsklassen IP 66 en IP 67 haalbaar voor een groot temperatuurbereik tot +95 °C. Dankzij een vernuftige combinatie van labyrint- en asafdichtingen zijn de HeavyDuty-encoders langdurig goed beschermd tegen allerlei vaste, vochtige en pastavormige verontreinigingen.
005_Baumer_Heavy_Duty_Dichtung.jpg

Havenkranen die dagelijks duizenden tonnen scheepslading moeten lossen. Transportinstallaties die duizenden tonnen gewonnen erts over kilometers lange afstanden uit mijnen moeten transporteren. Liften die elke dag duizenden personen vervoeren. Geautomatiseerde productielijnen die auto’s naar verschillende montagestadia brengen. Hefbruggen met een totaal gewicht van 1000 ton die meerdere treinen kunnen dragen en elke dag vele malen omhoog moeten om schepen door te laten. Deze en nog veel meer toepassingsscenario’s passen bij HeavyDuty-encoders – in alle gevallen gaat het om zware taken die onder lastige omstandigheden betrouwbaar moeten worden uitgevoerd, en dat permanent.

De term wordt sinds de jaren 50 geassocieerd met Hübner Berlin, de onderneming die in die tijd de encoders van de hoogste categorie invoerde. Hübner Berlin, dat tegenwoordig onder sensorspecialist Baumer valt, heeft de formule sindsdien continu verfijnd en wordt tegenwoordig nog steeds beschouwd als de expert op het gebied van HeavyDuty-encoders. Maar wat wordt eigenlijk verstaan onder HeavyDuty? Dit is tenslotte geen wettelijk beschermde of door normen geregelde term. "Heavy duty" betekent in feite niets anders dan "zwaar belastbaar". Misschien denken sommigen daarom wel dat HeavyDuty-encoders gewoon encoders met dikke behuizingswanden en corrosiebescherming zijn. In werkelijkheid gaat echter nog veel meer schuil achter deze term.

Wat maakt een encoder "HeavyDuty"?

Voor Baumer Hübner staat "HeavyDuty" voor een uitgebreide waardepropositie. Dit houdt in de eerste plaats in dat een dergelijke encoder de exploitant ook onder moeilijke omstandigheden nooit in de steek laat. Daarnaast werken deze zwaargewichten net zo nauwkeurig als 'kleine' encoders, en dat gedurende een lange periode. Om dit te waarborgen, beschikken de HeavyDuty-encoders van Baumer Hübner over vier eigenschappen:

Precisie: elke encoder moet betrouwbare signalen afgeven, zodat de exploitant aandrijvingen en generatoren nauwkeurig kan aansturen en regelen. Aan de hand van deze signalen bepaalt de besturing van een installatie het toerental van een aandrijving of de positie van een machineonderdeel. Alleen op basis van deze informatie kan de besturing detecteren en ingrijpen, bijvoorbeeld als een aandrijving een bepaald toerental onder- dan wel overschrijdt. Omdat de machines en installaties doorgaans enorm groot zijn – havenkranen, graafwielbaggers, walserijen, afvalshredders – zou zoals gezegd de indruk kunnen ontstaan dat nauwkeurigheid niet per se een vereiste is. Niets is minder waar. Omdat juist op deze gebieden grote lasten met een groot vermogen worden verplaatst, kunnen kleine meetfoutjes grote gevolgen hebben, bijvoorbeeld bij het neerzetten van een container met een gewicht van enkele tonnen.

Mechanische robuustheid: een HeavyDuty-encoder moet zo robuust zijn dat hij bestand is tegen harte stoten, vibraties en krachten die inwerken op de as van de encoder, en dat jaren achtereen. Vervangen is een kostbare aangelegenheid, niet omdat de encoder zo duur is, maar omdat encoders doorgaans moeilijk toegankelijk zijn en de installatie tijdens de vervangingswerkzaamheden niet kan worden gebruikt. Er zijn verschillende maatregelen die een encoder HeavyDuty maken: ruim bemeten lagers aan beide zijden van de behuizing, bij voorkeur op grote afstand, die axiale en radiale krachten compenseren, een robuuste behuizing met dikke wanden en een binnenste dat tegen stoten en vibraties kan.

Dichtheid: HeavyDuty-encoders worden meestal in stoffige, vuile, vochtige omgevingen gebruikt. Een robuuste encoder moet dan ook goed zijn afgedicht, vooral ook op kwetsbare plaatsen als de as en de elektrische aansluiting. En als de behuizing is blootgesteld aan zout water en chemische stoffen, dan is een adequate corrosiebescherming door de juiste materiaalkeuze en coatings absoluut noodzakelijk.

Elektrische robuustheid: een HeavyDuty-encoder mag niet op een dwaalspoor worden gebracht door elektromagnetische velden. Deze ontstaan bijvoorbeeld als onafgeschermde spanningvoerende kabels in de nabijheid van de encoder zijn verlegd, wat bij veel toepassingen het geval is. Zonder toereikende afscherming kan de elektronica in de encoder onherstelbaar beschadigd raken of onjuiste meetsignalen afgeven. Soms vloeit ten gevolge van potentiaalverschillen zelfs stroom door de as. Deze zou ervoor kunnen zorgen dat het smeersysteem in het lager verbrandt en dus onherstelbaar beschadigd raakt. Het binnenste van een HeavyDuty-encoder moet dan ook elektrisch geïsoleerd zijn tegen invloeden van buitenaf.

Absoluut of incrementeel – hoe dan ook meer dan standaard

Zoals eerder beschreven zijn er tal van toepassingsgebieden voor HeavyDuty-encoders. Het HeavyDuty-portfolio van Baumer Hübner is dan ook bijzonder divers en biedt tal van opties voor incrementele en absolute decoders. Bij de incrementele encoders dient de HOG 10 / POG 10 als referentie. Daarnaast biedt de HOG 10-encoder nog eigenschappen die in die vorm alleen door Baumer worden geboden en die de nauwkeurigheid ten aanzien van de pasvorm aanzienlijk verhogen, zoals blijkt uit twee voorbeelden:

Omdat HeavyDuty-encoders meestal worden gebruikt in onherbergzame omgevingen waarin ze zijn blootgesteld aan stof, vocht en chemische stoffen, worden ze uitgerust met een krachtige afdichting. Maar de ene afdichting is de andere niet. Voor de HOG 10 worden daarom optioneel verschillende afdichtingssystemen aangeboden: voor vettig-vochtig of stoffige, schurende omgevingen in de tropen, in offshore-gebieden, in de cementindustrie, of andere agressieve omgevingen. Zo zijn er bijvoorbeeld afdichtingen beschikbaar die zeer goed bestand zijn tegen grofkorrelige en fijnkorrelige inwerkingen en zijn uitgerust met afdichtende onderdelen die geheel slijtagevrij functioneren. Daarnaast kunnen deze afdichtingen dankzij hun frictieloze constructie worden toegepast zonder dat dat ten koste gaat van het vermogen. Daardoor bieden deze afdichtingen ook bij hoge toerentallen een uitstekende afdichtende werking bij een lager energieverbruik.

Aangezien HeavyDuty-encoders doorgaans in grote installaties worden gebruikt, moeten signalen vaak een afstand van 100 meter of meer overbruggen. Baumer hecht dan ook veel waarde aan een goede signaalkwaliteit en een hoog uitgangsvermogen van de tegen kortsluiting beveiligde vermogenstransistoren. Afhankelijk van de uitvoering is gewaarborgd dat afstanden tot wel 550 meter kunnen worden overbrugd. Als dat nog niet voldoende is, worden optische kabels gebruikt om signalen storingsvrij te versturen over afstanden van 1,5 kilometer.

Ook de absolute encoders, bijvoorbeeld de HMG 10 / PMG 10, wijken af van de standaard: bijvoorbeeld in die zin dat ze de exacte positie via PROFINET kunnen weergeven. Vaak zijn voor het regelen van het toerental bij absolute encoders ook incrementele signalen nodig en daarom leveren absolute HeavyDuty-encoders naast de absolute positie ook toerentalgegevens via seriële digitale interfaces als SSI of veldbussen, bijvoorbeeld in de vorm van een HTL- of TTL-signaal. Enkele uitvoeringen beschikken bovendien over een toerentalschakelaar die via een schakeluitgang een grenstoerental meldt.

Flexibele oplossingen voor elke toepassing

Ook voor de montage worden verschillende mogelijkheden aangeboden, bijvoorbeeld met een holle as (doorlopend of aan een kant open), een conusvormige as of een massieve as, bevestigd met behulp van EURO-flens B10. Desgewenst kunnen HeavyDuty-encoders, -toerentalschakelaars en -tachogeneratoren ook worden geleverd als robuuste, ruimtebesparende eenheid de meest uiteenlopende uitgangssignalen tegelijk kan doorgeven aan een aandrijfas. Grote encoders als HOG 16 / 22 / 28 van Baumer worden toegepast als het toerental van grote aandrijvingen met een enorm vermogen moet worden bewaakt en dat onder veeleisende omstandigheden als blootstelling aan kolenstof, zilte zeelucht of de gloeiende hitte van een hoogoven.

Omdat er zo veel opties zijn, kunnen belangstellenden het best samen met een van onze experts nagaan, welke HeavyDuty-encoder het meest geschikt is voor welke toepassing. Welke optie ook wordt gekozen – nauwkeurigheid en een levensduur die de standaard overtreft is bij HeavyDuty-encoders van Baumer Hübner bij levering inbegrepen.

  Meer weten…