Drehgeber 200156 D R E H G E B E R Z Ä H L E R R E G L E R A N Z E I G E R R E L A I S D R U C K E R A B S C H N E I D E R

Bei einer Anwendung als Ein- oder Zwei-kanal-Drehgeber können die nicht benötigtenAusgangssignale weggelassen werden.

EINKANAL-DREHGEBER

Meßsignale

Phasen-versatz

Kanal A

Kanal B

Kanal N

Referenzimpuls(Nullsignal)

Ausgangssignale rechtsdrehend (cw)bei Blick auf die Welle

Auswertungsmöglichkeiten bei Zwei-/Dreikanal-Drehgebern

Meßschritt

In der Folgeelektronik kann die Auflösungeines Zwei-/Dreikanal-Drehgebers verdop-pelt oder vervierfacht werden.So kann die Auflösung eines Drehgebers mit

Alle inkrementalen HENGSTLER-Drehgeberder neuen Generation mit Opto-ASIC sindDreikanal-Drehgeber.

Hierbei handelt es sich im Prinzip um einenZweikanal-Drehgeber, der auf einem drittenKanal (N) pro Umdrehung des Gebers einenImpuls liefert. Dieser Impuls wird z.B. für dieexakte Erfassung eines Referenzpunktes

Dieser Drehgeber arbeitet mit zwei Abtast-systemen und gibt die erzeugten Impulse aufzwei Ausgangskanälen (A und B) aus.Die Ausgangsimpulse beider Kanäle sind um90° phasenversetzt. Aus diesem Phasen-versatz kann eine nachgeschaltete Elektronik

Einkanal-Drehgeber besitzen nur einenAusgangskanal (A). Sie werden überall dorteingesetzt, wo auf eine Drehrichtungser-

AUSWERTUNG

AUSGANGSSIGNALE

HENGSTLER-DREHGEBER

DREIKANAL-DREHGEBER

ZWEIKANAL-DREHGEBER

kennung verzichtet werden kann, z.B. beiaddierenden oder subtrahierenden Zählernoder Tachometern.

die Drehrichtung des Gebers ableiten. DerZweikanal-Drehgeber wird überall dort ein-gesetzt, wo eine Drehrichtungserkennungnotwendig ist, z. B. bei Vor-/Rückzählern oderPositionierungen.

benötigt. Er wird als Null- oder alsReferenzsignal bezeichnet. Drehgeber mitNullsignal werden sehr häufig in Positionier-systemen eingesetzt.

Die Drehgeber liefern zwei um 90° el. pha-senversetzte Rechteckimpulse A und B. Zusätzlich wird ein Referenzimpuls N (Null-signal) erzeugt.

Zur Unterdrückung von Störimpulsen erzeugenbestimmte Ausgangsschaltungen (RS 422und Gegentakt antivalent) invertierte Signale(A, B, N), z. B. bei den Typen RI 30, RI 36, RI 58, RI 58-H, RI 58-D, RI 76 TD.Als Meßschritt ist der Wert zwischen zweiImpulsflanken von A und B definiert.

2500 Strichen/Umdrehung elektronisch auf5000 oder 10000 Impulse/Umdrehung erhöhtwerden (vgl. untenstehende Skizze).

57D R E H G E B E R Z Ä H L E R R E G L E R A N Z E I G E R R E L A I S D R U C K E R A B S C H N E I D E R Drehgeber 2001

Drehzahl, Schutzart

Alle Drehgeber der Industrietypen RI 30, RI 36,RI 58, RI 58-H, RI 58-D, RX 70-I und dieAbsolutgeber RA 58 erfüllen, soweit nichtanders angegeben, die Schutzart IP 65 nachEN 60529 und IEC 529.Diese Angaben gelten für Gehäuse und Kabel-ausgang, sowie für Gerätesteckverbinder imgesteckten Zustand.Der Welleneingang erfüllt die Schutzart IP 64.Bei vertikalem Einbau des Drehgebers darfjedoch kein stehendes Wasser am Wellen-eingang und Kugellager sein.Falls die Standard-Schutzart IP 64 für denWelleneingang nicht ausreichend ist, z.B. bei

Zulässige Drehzahl in Abhängigkeit von Strichzahlund Impulsfrequenz des Drehgebers

SCHUTZART

DREHZAHL Die maximal zulässige Drehzahl eines Dreh-gebers ergibt sich aus:

• der mechanisch zulässigen Drehzahl,• dem für die Folge-Elektronik minimal

zulässigen Flankenabstand der RechteckAusgangssignale des Drehgebers, der sichaus der Toleranz des Phasenversatzes ergibt,

• der Funktionsdrehzahl, die durch dieImpulsfrequenz begrenzt ist.

Die mechanisch zulässige Drehzahl ist fürjeden Drehgeber unter den mechanischenKennwerten angegeben.

Die Steuerungs-Elektronik läßt in der Regelnur einen bestimmten minimalen Flanken-abstand zwischen den Rechteck-Ausgangs-signalen zu. Der minimale Flankenabstandist für jeden Drehgebertyp unter den elek-trischen Kennwerten angegeben.

Die Funktionsdrehzahl eines Drehgebersergibt sich aus der Formel:

nmax = fmax · 103 · 60 / Z

nmax = maximale Funktionsdrehzahl [min-1]f max = maximale Impulsfrequenz des Dreh-

gebers bzw. Eingangsfrequenz derFolge-Elektronik [kHz]

z = Strichzahl des Drehgebers

vertikalem Drehgebereinbau, sollten die Dreh-geber durch zusätzliche Labyrinth- oder Topf-Dichtungen geschützt werden.

Auf Anfrage sind die Drehgeber auch mit derSchutzart IP 67 für Welleneingang undGehäuse lieferbar.

Drehgeber 200158 D R E H G E B E R Z Ä H L E R R E G L E R A N Z E I G E R R E L A I S D R U C K E R A B S C H N E I D E R

Anflanschbeispiele

S = Synchroflansch

Q = Quadratflansch

Flanschadapter Klemmflansch

Montage über Befestigungsgewinde Montage über Befestigungswinkel

FLANSCHÜBERSICHT

DREHGEBERMIT KLEMMFLANSCH

Die Drehgeber mit Klemmflansch bieten folgende Anbaumöglichkeiten:• über diverse Flanschadapter (siehe Zubehör)• über den Klemmflansch selbst• über die stirnseitig angebrachten Befestigungsgewinde• über einen Befestigungswinkel (siehe Zubehör).

Das Drehgebergehäuse wird über den Klemmflansch zentriert.

K = Klemmflansch

R = Rundflansch

59D R E H G E B E R Z Ä H L E R R E G L E R A N Z E I G E R R E L A I S D R U C K E R A B S C H N E I D E R Drehgeber 2001

Anflanschbeispiele

Montageglocke

Befestigungsexzenter

BefestigungswinkelMontage über Befestigungsgewinde

Montage über Befestigungsgewinde Befestigungswinkel

DREHGEBER MIT RUNDFLANSCH

DREHGEBER MIT QUADRATFLANSCH

Die Drehgeber mit Rundflansch bieten zwei Anbaumöglichkeiten:• über die stirnseitig angebrachten Befestigungsgewinde• über einen Befestigungswinkel.

Die Zentrierung des Drehgebers erfolgt über den Zentrierbund am Flansch.

Die Drehgeber mit Quadratflansch bieten zwei Anbaumöglichkeiten:• über das durchgehende Befestigungsgewinde in Front- oder Rückwandmontage• über einen Befestigungswinkel.

Die Zentrierung des Drehgebers erfolgt über den Zentrierbund am Flansch.

DREHGEBER MIT SYNCHROFLANSCH

Die Drehgeber mit Synchroflansch bieten zwei Anbaumöglichkeiten:• über den Synchroflansch und drei Befestigungsexzenter (siehe Zubehör)• über die stirnseitig angebrachten Befestigungsgewinde.

Die Zentrierung des Drehgebers erfolgt über den Zentrierbund am Flansch.

Drehgeber 200160 D R E H G E B E R Z Ä H L E R R E G L E R A N Z E I G E R R E L A I S D R U C K E R A B S C H N E I D E R

Anflanschbeispiele

DREHGEBER MIT HOHLWELLE(RI 58-H)

a) Montage mit Schrauben1 Hohlwellendrehgeber2 B-seitiges Antriebswellenende3 Befestigungsschrauben (M4)

b) Montage mit Befestigungsexzentern1 Hohlwellendrehgeber2 B-seitiges Antriebswellenende3 Befestigungsexzenter4 Befestigungsschrauben

Montage der Variante F, D (Klemmwelle)

1 Drehmomentfeder2 Klemmring mit Kreuzschlitzschraube3 Zylinderstift4 Antriebswelle

Montage der Variante E (Endwelle)

1 Drehmomentfeder2 O-Ring3 Zylinderstift4 Antriebswelle mit Gewindebohrung5 M4-Schraube mit Federring6 Abdeckkappe

DREHGEBER MIT VOLLWELLE Die wellenseitige Ankopplung der Drehgber mit Vollwelle erfolgt über eine Kupplung.Die Kupplung gleicht Axialbewegungen und Fluchtungsabweichungen zwischen Drehgeberund Antriebswelle aus und vermeidet so eine zu große Lagerbelastung der Drehgeberwelle.Weiteres siehe “Zubehör”.

DREHGEBER MIT HOHLWELLE(RI 58-D/G)

61D R E H G E B E R Z Ä H L E R R E G L E R A N Z E I G E R R E L A I S D R U C K E R A B S C H N E I D E R Drehgeber 2001

AusgängeRS 422

Kennbuchstabe R = RS 422 + Alarm3) (bei UB = 5/10...30 VDC)T = RS 422 + Sense4) (nur bei UB = 5 VDC)

Ausgangssignale rechtsdrehend (cw) bei Blick auf die Welle

Schaltzeiten bei 1,5 m Kabel

≤ 100 ns ≤ 100 nsImpulsformTastverhältnis 1:1Toleranz1) ± 25° elektrischImpulsfrequenz max. 300 kHzAusgangsspannung 0... + 5 VDC 2)

Ausgangspegel H ≥ 2,5 VDC/L ≤ 0,5 VDC (TTL-Pegel)Ausgangsbelastung max. ± 30 mAKurzschlussfestigkeit bei UB = 5 VDC: jeweils nur 1 Kanal für max. 1 s

(Standard RS 422-Treiber)bei UB = 10...30 VDC: alle Kanäle voll kurzschlussfest durch integrierte Regelung

Verpolschutz von UB bei UB = 5 VDC: neinbei UB = 10...30 VDC: ja

AUSGANGSSCHALTUNG

TECHNISCHE DATEN

KABELLÄNGE abhängig von Ausgangsspannung und Frequenz (bei 25°C) 1):Länge RS 42210 m 5 VDC, 300 kHz50 m 5 VDC, 300 kHz

100 m 5 VDC, 300 kHz

Ausgang empfohlene Eingangsbeschaltung

Rechteck-Impulsfolgen(TTL) für die Kanäle A, B,N und deren invertierte Signale A, B, N

1) Kabelschirm:- bei RI 32, 38, 42 nicht vorhanden, - bei RI 30, 36, 58, 59, 76 und RX 70 geberseitig mit Gehäuse verbunden

1) Abstand A zu B mindestens 0,45 µs (bei 300 kHz) 3) Beschreibung siehe Ausgänge - Alarm2) auch bei UB = 10...30 VDC 4) Beschreibung siehe Ausgänge - Sense

1) bezogen auf das Original Hengstler-Kabel

Drehgeber 200162 D R E H G E B E R Z Ä H L E R R E G L E R A N Z E I G E R R E L A I S D R U C K E R A B S C H N E I D E R

AusgängeGegentakt

Kennbuchstabe K = Gegentakt, 10 mA bei UB = 5 VDC oder Gegentakt, 30 mA bei UB = 10...30 VDCD = Gegentakt, 30 mA bei UB = 5 VDC

Ausgangssignale rechtsdrehend (cw) bei Blick auf die Welle

Schaltzeiten ≤ 100 ns (5 V, Gegentakt D)bei 1,5 m Kabel ≤ 250 ns (5 V, Gegentakt K)

≤ 2 µs (10...30 V, Gegentakt K)ImpulsformTastverhältnis 1:1Toleranz1) ± 25° elektrischImpulsfrequenz max. 300 kHz (siehe Kabellänge)Ausgangsspannung 0... + UB

Ausgangsspegel K K DGegentakt (10...30 V) Gegentakt (5 V) Gegentakt (5 V)H ≥ UB -3V H ≥ 2,5 V H ≥ 2,5 VL ≤ 2 V L ≤ 0,5 V L ≤ 0,5 V

Ausgangsbelastung max. ± 30 mA ± 10 mA ± 30 mAKurzschlussfestigkeit alle Kanäle alle Kanäle 1 Kanal 2)

Verpolschutz von UB ja ja nein

AUSGANGSSCHALTUNG

TECHNISCHE DATEN

1) Kabelschirm:- bei RI 32, 38, 42 nicht vorhanden- bei RI 41, geberseitig nicht mit Gehäuse verbunden- bei RI 30, 36, 58, 59, 76 und RX 70 geberseitig mit Gehäuse verbunden

Rechteck-Impulsfolgen (TTL oder HTL) für die Kanäle A, B, N

KABELLÄNGE abhängig von Ausgangsspannung und Frequenz (bei 25°C) 1):Länge Gegentakt (K) Gegentakt (D) Gegentakt (K)

5 VDC, 10 mA 5 VDC, 30 mA 10...30 VDC, 30 mA10 m 300 kHz 300 kHz 12 VDC, 200 kHz

24 VDC, 200 kHz30 VDC, 200 kHz

50 m 300 kHz 12 VDC, 200 kHz24 VDC, 200 kHz30 VDC, 100 kHz

100 m 300 kHz 12 VDC, 200 kHz24 VDC, 100 kHz30 VDC, 50 kHz

Ausgang empfohlene Eingangsbeschaltung

1) Abstand A zu B mindestens 0,45 µs (bei 300 kHz)2) jeweils nur 1 Kanal für max. 1 s

1) bezogen auf das Original Hengstler-Kabel

63D R E H G E B E R Z Ä H L E R R E G L E R A N Z E I G E R R E L A I S D R U C K E R A B S C H N E I D E R Drehgeber 2001

AusgängeGegentakt antivalent

Kennbuchstabe I = Gegentakt antivalent (bei UB = 10...30 V)Ausgangssignale rechtsdrehend (cw) bei Blick auf die Welle

Schaltzeiten bei 1,5 m Kabel

≤ 2 µs ≤ 2 µsImpulsformTastverhältnis 1:1Toleranz1) ± 25° elektrischImpulsfrequenz max. 200 kHz (siehe Kabellänge)Ausgangsspannung 0... + UB

Ausgangspegel H ≥ UB -3 V/L ≤ 2 VAusgangsbelastung max. ± 30 mAKurzschlussfestigkeit alle Kanäle voll kurzschlussfest

durch integrierte RegelungVerpolschutz von UB: ja

Ausgang empfohlene Eingangsbeschaltung

abhängig von Ausgangsspannung und Frequenz (bei 25°C) 1):Länge Gegentakt antivalent10 m 12 VDC, 200 kHz

24 VDC, 200 kHz30 VDC, 200 kHz

50 m 12 VDC, 200 kHz24 VDC, 50 kHz30 VDC, 25 kHz

100 m 12 VDC, 150 kHz24 VDC, 25 kHz30 VDC, 12 kHz

TECHNISCHE DATEN

KABELLÄNGE

1) Kabelschirm geberseitig mit Gehäuse verbunden

Rechteck-Impulsfolge(HTL) für die Kanäle A, B, N und deren invertierte Signale A, B, N

1) Abstand A zu B mindestens 0,7 µs (bei 200 kHz)

1) bezogen auf das Original Hengstler-Kabel

Drehgeber 200164 D R E H G E B E R Z Ä H L E R R E G L E R A N Z E I G E R R E L A I S D R U C K E R A B S C H N E I D E R

5 mA

AusgängeAlarm

Die Drehgeber sind mit einer Überwachungselektronik ausgestattet, die wesentlicheBetriebsfehler über einen eigenen Alarm-Ausgang meldet.Der Alarmausgang kann zur Ansteuerung einer optischen Anzeige (LED; Schaltung siehe oben)oder der Steuerung (SPS o.ä.) dienen.Ebenso können die Alarmausgänge mehrerer Geber durch Parallelschaltung zu einem gemein-samen "Systemalarm" zusammengeschaltet werden. Folgende Fehler werden gemeldet:

Kategorie I Kategorie II Kategorie III- Glasbruch - Übertemperatur - Spannungsbereich

1 VDC < U < 4 VDC- Defekt LED - Überlast z. B. - Spannungseinbruch auf

durch Kurzschluss den Versorgungsleitungen- Verschmutzung

Ausgang NPN - Offener KollektorAusgangsbelastung max. 5 mA/24 V bei UB = 5 VDC

5mA/32 V bei UB = 10...30 VDCPegel Ausgang aktiv (Fehlerfall): L ≤ 0,7 VDC

Ausgang inaktiv: hochohmig (H-Pegel ggf. über externen Pull-Up-Widerstand)

Fehlermeldezeit ≥ 20 ms

AUSGANGSSCHALTUNG

TECHNISCHE DATEN

FUNKTION

Fehler der Kategorie I sind nicht behebbar, ein Austausch des Gebers ist notwendig.

Fehler der Kategorie II werden mit Hilfe einer thermischen Überwachungseinheit in derElektronik erkannt. Die Fehlermeldung erlischt nach Beseitigung der Ursache für dieTemperaturerhöhung.

Fehler der Kategorie III zeigen eine unzureichende Spannungsversorgung an. In dieserKategorie werden auch kurzzeitige Störungen der Spannungsversorgung, z.B. infolge vonelektrostatischen Entladungen, gemeldet, die die Ausgangssignale verfälschen können.Abhilfe erfolgt durch Abstellen des Störungseinflusses, z.B. durch sorgfältige Wahl derKabelführung.

65D R E H G E B E R Z Ä H L E R R E G L E R A N Z E I G E R R E L A I S D R U C K E R A B S C H N E I D E R Drehgeber 2001

AusgängeSense bei RS 422 (T)

1) Spannungsabfall durch lange Leitungen2) Automatische Nachregelung der Ausgangsspannung

(nur bei Netzgeräten mit Sense-Eingang)

Die Sense-Leitungen ermöglichen die Messung der tatsächlichen Geberspannung (ohne dieVerfälschung durch Spannungsabfall infolge Versorgungsstrom und Kabelwiderstand).Durch den Spannungsabfall auf den Leitungen der Versorgungsspannung ist die Geber-Eingangsspannung Uin kleiner als die vom Netzgerät ausgegebene Spannung Uout.Am Geber wird nun die anliegende Eingangsspannung Uin auf die Leitungen Sense VCC undSense GND ausgegeben und als Information zum Netzgerät zurückgeführt.Der Eingangswiderstand Ri am Netzgerät sollte mindestens 22 MOhm sein, so daß auf diesenLeitungen kein Spannungsabfall auftritt.Bei Netzgeräten mit Sense-Eingang kann nun die Ausgangsspannung Uout automatisch nach-geregelt werden.

AUSGANGSSCHALTUNG

FUNKTION

Drehgeber 200166 D R E H G E B E R Z Ä H L E R R E G L E R A N Z E I G E R R E L A I S D R U C K E R A B S C H N E I D E R

Übersicht Codetabelle für Inkrementale Drehgeber

1) CONIN, BINDER, MIL und KPT sind Bezeichnungen der geberseitigen Flanschdosen mit Stiften2) nur bei Anschluss TPE-Kabel (E, F)3) nur bei Anschluss Kabel (A, B, E, F) und abweichend vom Standard (1,5 m bzw. 1,0 m + Stecker);

Sonderlängen bei größeren Stückzahlen auf Anfrage4) RI 76 siehe Kapitel RI 76

Beispiel: RI 58-H/5000ES.37KB-D0

Typ: RI 58-HStrichzahl: 5000

E: Versorgungsspannung: 10...30 VDC=S: Flanschart: Synchroflansch3: Schutzart: IP 647: Wellendurchmesser 12 mmK: Ausgangsschaltung: Gegentakt kurzschlussfest + AlarmB: Anschlussart: PVC-Kabel, radialD0: Kabellänge: 3,0 m

TypenbezeichnungRI 30, 32, 36, 38, 41, 42, 58, 59, RX 70, RI 76 4)

Schutzart 1 IP 40 (Gehäuse IP 50) 4 IP 64 (Gehäuse IP 65)3 IP 64 (Gehäuse IP 64) 7 IP 67 (Gehäuse IP 67)

X Sonderausführung

Welle 0 4 mm1 6 mm2 10 mm3 7 mm4 5 mm5 6,35 mm6 9,52 mm7 12 mm

8 6 x 19,5 mm9 14 mmA = 10 mm x 25 mmB = 9,52 mm x 25 mmC = 8 mmD = 15 mmX Sonderausführung

Strichzahl

VersorgungsspannungA 5 VDCE 10 …30 VDC

FlanschartA Synchroflansch-AdapterD Synchroflansch mit Durchgangswelle, Klemmring vorneE Synchroflansch mit EndwelleF Synchroflansch mit KlemmwelleG Quadratflansch-Adapter; 80 x 80 mmH Synchroflansch mit Durchgangswelle, Klemmring hintenK Klemmflansch (M3 Befestigungsgewinde)L Klemmflansch (M4 Befestigungsgewinde)M Synchroklemmflansch; ∆ 63,5 mmQ Quadratflansch; 63,5 x 63,5 mmR RundflanschS SynchroflanschX Sonderausführung

AusführungD Hohlwelle direktH Hohlwelle mit AusgleichselementO StandardT Hochtemperatur I Inkremental (nur bei RX 70)

Ausgang D Gegentakt 5 V DC=, 30 mAI Gegentakt, antivalent + AlarmK Gegentakt, kurzschlussfest + AlarmR RS 422 + AlarmT RS 422 + SenseX Sonderausführung

AnschlussA PVC-Kabel, axialB PVC-Kabel, radialC CONIN 1) 12pol., axial, rechtsdrehendD CONIN 1) 12pol., radial, rechtsdrehendE TPE-Kabel, axialF TPE-Kabel, radialG CONIN 1) 12pol., axial, linksdrehendH CONIN 1) 12pol., radial, linksdrehendJ BINDER 1) – 6polig radialK MIL 1) – 10polig radialL MIL 1) 7pol., radialM MIL 1) 6pol., axialN BINDER 1) 6pol.,axialO MIL 1) 10pol., axialP MIL 1) 7pol., axialQ MIL 1) 6pol., radialR MIL 1) 10pol., US axialT MIL 1) 10pol., US radial1 KPT 1) 12-8P, axial2 KPT 1) 12-8P, radialX Sonderausführung

- / . - -

Kabellänge 3) (entfällt bei Standard)D Ø = 3 mF Ø = 5 mK Ø = 10 m

Stecker 2)

(entfällt bei Standard: Kabel mit Litze verzinnt)A Souriau-Kupplung, BuchseB VDW-Stecker, rechtsdr., StifteC CONIN-Stecker, rechtsdr., StifteD CONIN-Kupplung, linksdr., StifteE VDW-Kupplung, linksdr., StifteS Sonderausführung