Die Firma Uniflex Hydraulik ist ein weltweit tätiger Anbieter von Schlauchherstellungs- und Bearbeitungsmaschinen, wobei die Schlauchpressen sowohl in der Industrie als auch im Werkstattbereich im Einsatz sind. Bei der Wegerfassung am Presshebel verwendete Uniflex lange Zeit lineare Potentiometer auf Leitplastikbasis von Novotechnik. Auf die Dauer machte den Verantwortlichen allerdings das Funk­tionsprinzip der Potentiometer zu schaffen: Da Potentiometer als Spannungsteiler arbeiten, wirken sich unterschiedliche Eingangsspannungen immer auch auf das Messsignal aus – ein bei Exportmaschinen nicht zu vernachlässigender Aspekt; schließlich weiß der Maschinenhersteller meist nicht, wo in der Welt die Schlauchpressen letztendlich arbeiten und mit welcher Versorgungsspannung die Sensorik zurechtkommen muss.

Elektronik integriert

Eine praxisgerechte Alternative ergab sich durch eine neue Wegaufnehmer-Baureihe mit integrierter Elektronik von Novotechnik. Die Wegaufnehmer der Serie „LS1“ arbeiten induktiv. Hinsichtlich ihrer Abmessungen sind sie vollständig kompatibel mit der potentiometrischen Baureihe „T-Serie“, die zuvor an den Schlauchpressen eingesetzt war. Mit Abmessungen von 18 mm × 18 mm und Nutzlängen von 25 bis 200 mm eignen sie sich aber auch als Ersatz für beliebige andere Potentiometer mit quaderför­migem Querschnitt.

Das induktive Mess­prinzip „Novopad“

© Novotechnik

Die integrierte Signalverarbeitung der induktiven Wegaufnehmer stellt den Messwert als absolutes Strom- oder Spannungssignal am Ausgang zur Verfügung. Uniflex nutzt bei den Maschinen das analoge 0- bis 10-V-Spannungssignal; der Eingangsspannungsbereich der Sensoren von 16 V bis 30 V kommt insbesondere bei den Export-Maschinen zum Tragen.

Neben der Signalverarbeitung ist eine Teach-in-Funktion mit Status-LED in-tegriert. So lassen sich per Knopfdruck direkt am Wegaufnehmer beispielsweise Null- und Endpunkt der Messung wählen, die Kennlinie invertieren oder der gewünschte Signalhub einstellen. Anders als bei Potentiometern ist dazu kein separater Messumformer erforderlich – dies entlastet zum einen die übergeordnete Steuerung; zum anderen muss der Anwender nicht ins Steuerungsprogramm eingreifen und weder zusätzlichen Einbauplatz zur Verfügung stellen noch das Gerät montieren. Die Montage der Wegaufnehmer ist einfach: So gehören Spannklammern zum Lieferumfang und eine Kugelkupplung ermöglicht eine spiel- und querkraftfreie Betätigung auch bei Parallelversatz- und Winkelversatz von Aufnehmer und Messrichtung.

Wartungs- und verschleißfrei

Durch das kontaktlose, induktive Mess-prinzip sind die Wegaufnehmer nahezu wartungs- sowie verschleißfrei. Sie bieten eine Wiederholgenauigkeit von maximal 2 mV beziehungsweise 3 µA und eine Linearität besser als ±0,15 % vom Messbereich. Als Update-Rate des Ausgangssignals ist 1 kHz angegeben.

Die induktiven Wegaufnehmer sind gegen Magnetfelder völlig unempfindlich. Grund dafür ist das Messprinzip: Auf der Signalleiterplatte sind je eine Sinus- und eine Cosinus-förmige Leiterschleife über dem Messbereich angebracht, die jeweils mit einer um 90° phasenverschobenen Wechselspannung versorgt werden. Dadurch entstehen senkrecht zur Leiterplatte Wechselfelder, deren Stärke über dem Messbereich ebenfalls Sinus- beziehungsweise Cosinus-förmig ausgeprägt ist. Ergebnis ist ein Signal, dessen Phasenverschiebung direkt zum Weg proportional ist. Der als Schwingkreis ausgebildete Positionsgeber „schwebt“ über der Signalleiterplatte. Seine Resonanzfrequenz ist auf die Sendefrequenz der beiden eingespeisten Signale abgestimmt. Der Positionsgeber wird von ihnen angeregt und sendet seinerseits sein Wechselfeld an die Leiterplatte zurück.

Die ebenfalls in der Signalleiterplatte integrierte rechteckige Empfangsspule registriert dieses Signal und leitet es an die Auswerte-Elektronik weiter. Hier wird das Empfangssignal mit den Sendesignalen verglichen. Die daraus resultierende Phaseninformation wandelt die integrierte Auswerte-Elektronik in ein über den Messbereich lineares, analoges Signal als Weginformation um.

Autoren: Bernd Büttner ist Produktmanager Wegaufnehmer bei Novotechnik in Ostfildern, Ellen-Christine Reiff arbeitet im Redaktionsbüro Stutensee.