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Nachgehakt bei Robert Wachendorff: Die anstehende Ablösung von Batterie und Getriebe bei Multiturn-Drehgebern.

In den 1970er Jahren entwickelt, hat sich die Wiegand-Technologie in der Zugriffskontrolle etabliert. Bei Multiturn-Drehgebern kann das Verfahren Getriebe und Batterie ersetzen. Mehrere Hersteller haben die Technik zwar umgesetzt, von einer relevanten Markteinführung spricht aber kaum jemand – außer Robert Wachendorff, der mit der Indra-Technologie die aus seiner Sicht veralteten Multiturn-Bauarten vom Markt fegen will.

Robert Wachendorff Bildquelle: © Wachendorff Automation

„In den nächsten drei Jahren wollen wir Getriebe und Batterien aus den Multiturn-Drehgebern verbannen!“

Herr Wachendorff, was macht die Wiegand-Technologie so interessant für den Einsatz in Multiturn-Drehgebern?

Das Prinzip basiert auf einem feinen Draht aus einer speziellen Legierung. Im Kern ist dieser Draht weichmagnetisch, im Mantelbereich hartmagnetisch. Bei einem äußeren Magnetfeld versucht der Kern, dem äußeren Magnetfeld zu folgen, wird vom Magnetfeld des Mantels aber zurückgehalten, zunächst jedenfalls. Sobald nämlich das externe Magnetfeld stärker als das Magnetfeld im Mantelbereich ist, wird der vorgespannte Kern schlag­artig umgepolt. Diese Umkehr der Polarisierung induziert eine Spannung in einer um den Draht gewickelten Spule. Dieser Impuls reicht aus, um einen FRAM-Speicher zu versorgen, den wir bei unserer „Endra“-Technologie für die dauerhafte Speicherung der Anzahl Umdrehungen nutzen.

Was sind die Vorteile der Technologie?

Die Wiegand-Technik hat den grundsätzlichen Vorteil, dass bei Multiturn-Drehgebern die Verschleißteile Batterie beziehungsweise Getriebe entfallen. Mit Endra konnten wir eine Reduzierung der Bauteile und damit eine Miniaturisierung der Multiturngeber erreichen. Das führt in Kombination mit einer zunehmend automatisierten Fertigung zu einer Kosteneinsparung in Höhe von aktuell 20 % gegenüber an­deren Multiturn-Lösungen. Wir sehen weiteres Sparpotenzial in der gleichen Größenordnung durch künftige Bauteil-Integrationen. Die Miniaturisierung eröffnet den Drehgebern neue Anwendungsfelder, etwa in medizinischen Geräten oder in Fahrzeugen.

Andere Drehgeber-Hersteller sind weniger euphorisch, wenn es um das Potenzial des Wiegand-Drahtes geht. – Es bestehen Zweifel an der langfristigen Haltbarkeit.

Wir liefern seit über 15 Jahren Drehgeber für mobile Arbeitsmaschinen. Auf diesen Einsatzzweck hin haben wir die Endra-Technik ausgelegt. In Stresstests malträtieren wir unsere Geräte. Beispielsweise werden die Geräte einer Temperaturänderung von –100 °C bis +200 °C innerhalb von sechs Minuten bei gleichzeitiger Beaufschlagung von Vibrationen unterzogen. Solche Tests belegen die hohe Langzeithaltbarkeit dieser Technologie. Unsere Prüfungen berücksichtigen rund 400 weltweite Normen und weitere 25 Werk­standards. Zudem haben wir mehr als 100 Bauart-Prüfungen durchgeführt. Übrigens: Endra-Drehgeber sind bereits seit über einem Jahr in fahrerlosen Transportsystemen und mobilen Arbeitsmaschinen im Serien-Einsatz.

Der Wiegand-Technik wird zudem eine schlechte elektromagnetische Verträglichkeit nachgesagt. Ist das für Sie kein K.o.-Kriterium?

Wir wissen nicht, wie andere Hersteller die Basistechnologie umgesetzt haben. Bei unserer Umsetzung haben wir im Vorfeld einen sehr hohen Aufwand getrieben, um die richtigen Bauteile zu qualifizieren. Sie kommen vornehmlich aus der Automobilindustrie. Ein spezielles Abschirmungs- und Massekonzept vermeidet mögliche EMV-Probleme. Alle unsere Tests für Anwendungen in mobilen Arbeitsmaschinen und in der Industrie haben die Drehgeber mit Bravour bestanden. Selbst Tests direkt an Elektromotoren haben keinen Einfluss der motortypischen externen Felder ergeben.

Sie wollen die Batterie- und Getriebe-behafteten absoluten Drehgeber „vollständig ablösen“. – Die Wiegand-Technik existiert ja schon lange, warum kommt der Durchbruch erst jetzt?

Hier kommen mehrerer Faktoren zusammen. Was die Technologie selbst betrifft, musste in langen Testreihen das Verhältnis von Drahtlängen sowie Spulen- und Sensorabstände ermittelt werden. Und die passende, energiesparende Speichertechnologie FRAM ist erst seit Kurzem auch für unsere Anforderungen serienreif. Für die Umsetzung mussten drei Asics designed und eine komplexe Auswerte-Software entwickelt werden. Zusätzlicher Aufwand entstand bei der Umsetzung der Sensoreinheit in ein robustes, vergossenes Gehäuse. Insgesamt haben die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten mehrere Jahre in Anspruch genommen. Seit Mitte 2010 ist Endra serienreif und wird ausgeliefert.