Drehimpulsgeber

Interessantes über diese Drehgeber

Ratgeber Drehimpulsgeber

Drehimpulsgeber

Drehimpulsgeber mit inkrementeller Schnittstelle

Drehimpulsgeber sind optische Inkrementalgeber und liefern ihre Ausgangswerte in Form von Impulsen. Sie finden häufig Verwendung als Mensch-Maschine-Schnittstelle zur präzisen Vorgabe von Sollwerten. Für den zweckmäßigen Einsatz bieten die Bedienelemente oft zusätzlich Rastungen und eine Tastfunktion. Da sie per Hand bedient werden, hat die Produktkonfiguration großen Einfluss auf das Bediengefühl.

Dazu zählen unter anderen eine auf die Bedürfnisse der Applikation abgestimmte Drehhemmung, Tastfunktion und Rastungen. Die Drehhemmung ist es, die zum Beispiel einem ungewollten Verstellen vorbeugt und in Kombination mit Rastungen die haptischen Eigenschaften bestimmt. Mit unserem Portfolio decken wir eine Vielzahl von Bedürfnissen ab. Darüber hinaus sind wir Ihr Partner für die Optimierung des Drehimpulsgebers in Ihrer Applikation.

Denn die Applikationsanforderungen sind es, die die Art der Bedienung vorgeben. Wir beraten Sie gerne und definieren mit Ihnen zusammen das optimale Produkt für Ihr „Design in“. Unser Anspruch ist es, für Ihre Anwendung das funktionell und ökonomisch beste Produkt zu liefern. Dabei begleiten wir Sie als langjähriger Partner mit hoher Liefertreue und gesicherten Qualitätsprodukten über die gesamte Lebensdauer Ihrer Applikation.


11 Ergebnisse gefunden
Drehimpulsgeber-MRB
Optoelektronische Drehimpulsgeber MRB
Der Drehimpulsgeber MRB besitzt die größte Auswahl an Rast- und Tastmomenten und ist für Low-Power-Applikationen geeignet
  • Größte Auswahl an Rast- und Tastmomenten mit kurzem Tastweg
  • Kompaktes Design, ideal für kleine Einbauräume
  • Auch ohne Taster, Rastung
  • Niedriger Stromverbrauch < 10 mA
  • Lebensdauer >1Mio Umdrehungen
  • Auflösung 25 oder 16 Imp/Udr.
  • Wellenseitig bis IP55
  • TTL Ausgang mit Schmitt Trigger
Drehimpulsgeber MRS Sollwertgeber
Optoelektronischer Drehimpulsgeber MRS
Der Drehimpulsgeber MRS mit bis zu IP65 hat das kompakteste Gehäuse und die größte Auswahl an elektrischen Anschlüssen
  • Sehr kompaktes Design
  • Vielfältige elektrische Anschlussvarianten
  • Schutzart wellenseitig bis IP65
  • Haptisches Feedback durch 16, 24 oder 32 Rastungen
  • Auflösung 4, 6 oder 8 Imp./Udr.
  • Mit oder ohne Taster / Rastung
  • Open Collector, 5 V / 3,3 VSUP
Drehimpulsgeber-zur-Handeingabe-MRT
Drehimpulsgeber MRT zur Handeingabe
Der Drehimpulsgeber MRT hat den längsten Tastweg und ist für Low-Power-Applikationen geeignet
  • Längster Tastweg mit 1,2 mm
  • Lebensdauer >1Mio. Umdrehungen
  • Niedriger Stromverbrauch < 10 mA
  • Auflösung 25 Imp/Udr.
  • Wellenseitig bis IP54
  • 5 V Spannungsversorgung
  • Auch ohne Taster, Rastung
  • TTL Ausgang mit Schmitt Trigger
Drehimpulsgeber-MRX25
Drehimpulsgeber MRX25
Drehimpulsgeber mit Rastung, Taster und optional IP65 belegt seine Präzision und Güte auch nach vielen hunderttausenden Betätigungen
  • Kombination mit 25 Imp/Udr. und IP65 möglich
  • Lebensdauer >1Mio. Umdrehungen
  • 5 V oder 3,3 V Spannungsversorgung
  • Auch ohne Taster
  • TTL Ausgang mit Schmitt Trigger
Drehimpulsgeber-MRX50
Optoelektronische Drehimpulsgeber MRX50
Die konkurrenzlosen Drehimpulsgeber bieten als einzige Sollwertgeber die Kombination von 50 Impulsen mit Rastung und Taster in Schutzart IP65
  • Am Markt einzigartige Kombination aus kompaktem Gehäuse mit 50 Imp/Udr., Rastung und Taster
  • Wellenseitig bis IP65
  • Lebensdauer >1Mio. Umdrehungen
  • 5 V oder 3,3 V Spannungsversorgung
  • TTL Ausgang mit Schmitt Trigger
Drehimpulsgeber-zur-Handeingabe-MRL
Drehimpulsgeber MRL zur Handeingabe
Optoelektronischer Drehimpulsgeber mit Kunststoffwelle und 20 oder 25 Klicks / Rastungen
  • Mit Kunststoffwelle
  • Auflösung 20 oder 25 Impulsen  pro Umdrehung
  • Mit oder ohne Rastung
  • 5 V Versorgungsspannung
  • Zahlreiche Anschlussvarianten
Inkrementalgeber-optisch-M101
Optoelektronische Drehgeber M101
Inkrementalgeber mit sehr leistungsfähigem Preisgefüge, hochwertiger Haptik und max. 128 Imp./U.
  • 2 Kanäle / TTL-Ausgang
  • Auflösung 20 bis128 Imp./Udr.
  • Kompakte Bauform
  • Auch mit Taster und Rastung
Inkrementalgeber-optisch-SPM
Drehimpulsgeber SPM zur Sollwertvorgabe
Zuverlässiger Drehimpulsgeber mit erhöhtem Drehmoment bietet beste Betätigungshaptik und ist extrem langlebig
  • 50..1024 Imp./Udr. (max. 5000)
  • 2 Kanäle + Index
  • TTL oder Linedriver Ausgang
  • Wellenseitig bis IP55M/IP66S
  • Einbautiefe 18,7 mm
  • Option Steckeranschluss mit Verriegelung
  • Made in Germany
Inkrementalgeber-Optische-Drehgeber-SPE
Drehimpulsgeber SPE zur Handeingabe
Drehimpulsgeber im Ø22 mm Gehäuse mit Drehhemmung für den zuverlässigen Einsatz in Umgebungen mit hohen Temperaturen (max. 100 °C)
  • Kompakt Ø22 mm x 11 mm
  • Zuverlässigen Einsatz mit erhöhtem Temperaturen max. 100 °C
  • Mit Drehhemmung in 2 Varianten
  • TTL oder Line Driver
  • Bis zu 1000 Impulse pro Umdrehung
  • Zeitsparender Stecker-Anschluss
Handrad-Optoelektronisch-MHU
Optoelektronisches Handrad MHU
Robustes Ø60 mm Handrad mit 100er Rastung und sehr geringer Einbautiefe eignet sich perfekt zur schnellen Sollwertvorgabe
  • Hochwertiger Ø60 mm Drehknopf mit 100 Rastungen und Kurbel
  • Geringe Einbautiefe nur 9,7 mm
  • Auflösung 25 oder 100 Imp/Udr.
  • Optional in IP64
  • NPN oder Linedriver Ausgang
  • Kompatibel zu MELDAS und FANUC
  • Schraubterminals als elektrischer Anschluss
  • 5V Spannungsversorgung
Optoelektronische-Impulsgeber-MHO-Liste
Optoelektronisches Handrad MHO
Premium Handrad im Ø80 mm Gehäuse mit herausragender Haptik und 100 Rastungen zur sehr präzisen und taktilen Sollwertvorgabe
  • Premium Handrad inkl. Drehknopf Ø80 mm und Kurbel
  • Hochwertige massive Konstruktion
  • Betätigungsring/Kurbel aus Metall
  • Auflösung 25 oder 100 Imp/Udr., 100 Rastungen
  • Schutzart IP52
  • NPN Transistorausgang
  • 5V Spannungsversorgung
  • Schraubterminals
Ratgeber Drehimpulsgeber
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Was ist ein Drehimpulsgeber?

Drehimpulsgeber gehören zu den Inkrementalgebern (siehe dazu den Ratgeber). Sie werden aber vor allem auch als Sollwertgeber per Hand eingesetzt. Hier werden mittels einer händischen und somit manuellen Drehbewegung der Drehgeberachse (im Uhrzeiger- oder Gegenuhrzeigersinn) Sollwerte als elektrische Signale in Form von Inkrementen ausgegeben. In unserem Portfolio von Drehimpulsgebern befinden sich ausschließlich Sollwertgeber mit optoelektronischem Sensorprinzip. Sie können zusätzliche Features wie integrierte Taster und / oder sogenannte Rastungen besitzen. Ist in einem Drehimpulsgeber ein Taster integriert, dann wird bei axialer Kraftausübung auf die Welle ein Schaltkontakt geschlossen. Bei der Option Rastung ändert sich das Drehmoment bei Betätigung der Welle in äquidistanten Schritten.

Populäre Einsatzgebiete von Drehimpulsgebern sind:

  • Änderung der Lautstärke, beispielsweise in AV Receivern, CAR-Audio-Systemen
  • Scrollen durch Menüs
  • Vorgabe von numerischen Werten
  • Bestätigung einer Funktion oder von Sollwerten

Optisches Abtastprinzip

Drehimpulsgeber sind meist optische Inkrementalgeber und liefern ihr Nutzsignal daher in Form von Impulsen. Zur Drehrichtungserkennung stellen Drehimpulsgeber zwei elektrische Signale am Ausgang zur Verfügung, die der Kanäle A und B, deren Signale um 90° phasenverschoben sind. Über die Beziehung der Signale A und B zueinander wird in einer Auswerteeinheit detektiert, ob die Achse des Drehimpulsgebers im Uhrzeiger- oder im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird.
Die optischen Sensortechnologien besitzen einige Vorteile. Es handelt sich um ein kontaktloses Messprinzip, d. h. die Messwertübertragung zwischen Messwertaufnahme und Messwerterfassung findet ohne Berührung statt. Für mehr Details zu optischen Inkrementalgebern siehe dessen Ratgeber.


Taster

Viele Drehimpulsgeber können mit integriertem Taster bestellt werden, der durch Einwirkung einer axialen Kraft (Druck) auf die Welle betätigt wird. Die Schalter arbeiten ausschließlich als Schließer (engl. normally open, N.O.). Damit ist gemeint, dass der Schaltkontakt während der Betätigung geschlossen ist und im nicht betätigtem Zustand offen. Realisiert wird die Schaltfunktion über einen Sprungschalter/Schnappschalter unter der Welle, der im Volksmund auch als Knackfroschschalter bezeichnet wird. Bei den zulässigen elektrischen Kennwerten des Tasters muss auf folgende Auswahlkriterien geachtet werden:

  • Maximal zulässige Spannung, die am Taster anliegt
  • Maximal zulässiger Strom, der über den Taster fließt
  • Kontaktwiderstand des Tasters
  • Hat der Taster Massebezug oder nicht

Die meisten Parameter sind je nach Drehimpulsgeber unterschiedlich, wobei die maximal zulässige Spannung des Tasters bei allen MEGATRON Drehimpulsgebern 12V/DC beträgt.

Bei den mechanischen Kennwerten des Tasters ist auf folgende Auswahlkriterien zu achten:

  • Lebensdauer (Anzahl der Betätigungen)
  • Tastweg [mm]
  • Betätigungskraft [N]
  • Prellzeit [ms]

Mit der Prellzeit ist vordergründig die Zeit eines elektromechanischen Sprungschalters definiert, bis der Schaltkontakt vollständig geschlossen ist.


Rastung

Drehimpulsgeber mit Rastung geben dem Bediener ein haptisches Feedback. Dieses Feedback äußert sich durch eine spürbare periodische Änderung des mechanischen Widerstands während der Drehung. Rastungen sind bei Drehimpulsgebern ausschließlich als Option verfügbar. Es kann meist die Anzahl der Rastpositionen und das Rastmoment ausgewählt werden.
Präziser ausgedrückt: Unter der Rastung wird die Änderung Betätigungsdrehmomentes in äquidistanten Schritten während der Drehung der Welle verstanden.  Die Welle rastet immer zwischen zwei Positionen und nur durch die Aufbringung einer erhöhten Kraft kann die Position geändert werden. Die Rastposition wird im Englischen „Detent Position“ genannt. Elektrisch erfolgt zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rastpositionen oder während des Wechsels der Rastposition eine Zustandsänderung der Signalausgangspegel. Dafür wird eine Auswerteeinheit verwendet.
Die Nutzung der Impulse kann beispielsweise für folgende Anwendungen erfolgen:

  • Allgemein für die Erhöhung oder Senkung eines numerischen Wertes pro Rastposition
  • Zur Navigation in einer Menüstruktur mittels Drehbewegung - jede Rastposition entspricht einem Wechsel der Menüposition

Die zur Überwindung der Rastposition aufgewendete Kraft wird in Datenblättern auch Rastmoment genannt. Je höher das Rastmoment ist, desto höher ist die Kraft, welche unter Beibehaltung des Einstellknopfdurchmessers aufgewendet werden muss, um die Welle des Drehimpulsgebers zu drehen und damit den Sollwert zu ändern.

Der Sinn eines erhöhten Rastmomentes ist:

  • Eine unbeabsichtigte Drehbewegung der Welle zu unterbinden und somit einer ungewollten Sollwertänderung entgegenzuwirken
  • Als Kompensation des Zusammenhangs zwischen Einstellknopfdurchmesser und Rastmoment. Je größer der Durchmesser des Einstellknopfes ist, desto länger ist der Hebel (r), welcher lotrecht zur Mittelpunktachse der Welle wirkt und desto weniger Kraft (F) ist erforderlich, um den Einstellknopf und somit die Achse des Drehimpulsgebers bei gleichem Rastmoment zu drehen

Schmitt-Trigger

Viele Drehimpulsgeber haben einen Schmitt-Trigger integriert. Der Schmitt-Trigger ist eine elektronische Schaltung. Im Datenblatt jedes Drehimpulsgebers ist ein (Block-) Schaltbild der Drehgeberelektronik enthalten. Diesem kann entnommen werden, ob der Drehimpulsgeber einen Schmitt-Trigger integriert hat.

Mit dieser Schaltung wird eine Zustandsänderung des Ausgangssignals zwischen zwei festen Pegelzuständen Low/High und umgekehrt realisiert. Hierzu müssen sich Signalamplituden am Signaleingang des Schmitt-Triggers in einem gewissen Bereich ändern, den sogenannten Schaltschwellen (engl. „treshold level“). Allgemein gilt:

  • Ein Schmitt-Trigger gibt immer Rechtecksignale aus
  • Ändert sich die Frequenz des Eingangssignals, dann ändert sich auch die Frequenz des Ausgangssignals
  • Die Signalformen der Eingangssignale am Schmitt-Trigger können unterschiedlich sein. Damit eine Pegeländerung am Signalausgang des Schmitt-Triggers erfolgt, muss sich die Signalamplitude des Eingangssignals im Bereich der Schaltschwellen ändern

Der Einsatz der Schmitt-Trigger-Schaltung birgt folgende Vorteile:

  • Die Inkremente werden am Signalausgang als klar definierte Rechtecksignale dargestellt, ohne einen Verschliff von Signalflanken
  • Die Signalanstiegs- und Abfallzeit (engl. rise and fall time) zwischen den Pegelzuständen (High/Low) verringert sich signifikant
  • Alterungseigenschaften der Leuchtdioden im Dauerbetrieb tragen zu einer Abnahme  der Lichtstärke während der Betriebsdauer bei, bzw. führt eine Alterung des optischen Systems an sich zu einer Reduzierung der Signalpegel am Ausgang der Fototransistoren des Drehimpulsgebers und damit auch zu sich verändernden Schalteigenschaften. Um diese Alterungseffekte effektiv zu kompensieren, kommt ebenfalls der Schmitt-Trigger zum Einsatz.

Ein Nachteil von Drehimpulsgebern mit integrierten Schmitt-Triggern kann der etwas höhere Stromverbrauch sein. Dieser negative Begleiteffekt wird oft durch den Einsatz von Halbleitern auf CMOS Basis im Drehimpulsgeber kompensiert, welche insgesamt einen reduzierten Stromverbrauch aufweisen.


Rastmechanik

Am Markt sind in der Regel drei Verfahren zur Realisierung einer Rastung durch einen Mechanismus anzutreffen:

  • Federstahl
  • Metallkugel & Spiralfeder
  • Magnetisches Polrad

Eine gute Rastmechanik zeichnet sich durch weitgehend unveränderte Rasteigenschaften über die gesamte Lebensdauer des Drehimpulsgebers aus. Als Bedienelement per Hand heißt das zum Beispiel:
Wird für einen Drehimpulsgeber die Lebensdauer von 1 Million Wellenumdrehungen genannt und würde man den Sollwert 80 Mal pro Tag durch manuelle Betätigung ändern, dann hätte man erst nach über 34 Jahren die Schwelle von 1 Million Betätigungen überschritten.
80 manuelle Zustandsänderungen pro Tag an 365 Tagen pro Jahr sind für die meisten Applikationen bereits viel zu hoch gegriffen. Erhebungen haben gezeigt, dass Drehimpulsgeber während Ihrer Lebensdauer im Schnitt deutlich weniger als 100.000 Mal betätigt werden. Realistisch sind tatsächlich nur einige 10.000 Betätigungen während der Lebensdauer einer Applikation.

Federstahl
Bei Federstahl-Rastmechanismen rastet ein Federblech in Vertiefungen des Gehäuses ein, dessen Lauffläche häufig gefettet ist. Diese Rastmechanismen zeigen oft ein stark rückläufiges Rastverhalten in Abhängigkeit der Wellenbetätigung und sind meist bei Drehimpulsgebern mit eingeschränkter Lebensdauer anzufinden.

Metallkugel & Spiralfeder
Der Rastmechanismus wird über zwei Metallkugeln realisiert, die gegenüberliegend der Welle im Inneren angeordnet sind. Durch zwei Spiralfedern werden die Kugeln auf einen Zahnkranz gedrückt, der auf der Welle angebracht ist. Auf den Zähnen des Zahnkranzes ist ein Schmiermittel aufgebracht. Dieses Prinzip wurde maßgeblich durch uns entwickelt und kontinuierlich verbessert. Es bietet optimale Eigenschaften im Hinblick auf kompakte Bauform, Produktlebensdauer und hohe Wirtschaftlichkeit.

Magnetisches Polrad
Ein Rastmechanismus mit magnetischem Polrad ist ein technisch hochwertige Lösung, die höchste Produktlebensdauer bei gleichbleibendem Rastverhalten bietet. Dabei ist ein kreisrunder Permanentmagnet (Polrad) auf einer Drehgeberwelle angebracht, der in äquidistanten Abständen abwechselnd magnetisiert ist (Nord/Süd). Um den Permanentmagneten sind im Drehgebergehäuse kreisförmig kleine magnetische Metallplatten in gleichen Abständen zueinander angeordnet. Bei einer Drehbewegung der Welle wird ebenso das Polrad bewegt und es kommt zu wechselseitigen magnetischen Effekten zwischen Polrad und Metallplatten. Es wirkt eine abstoßende (Nord/Nord bzw. Süd/Süd) und eine anziehende Kraft (Nord/Süd) zwischen den wechselseitigen Magnetfeldern des Polrades und den Metallplatten im Drehgebergehäuse. Erfolgt keine Drehbewegung der Welle, dann verharrt die Welle in einer Position, was mit einem Einrasten gleichzusetzen ist. Das Polradprinzip benötigt deutlich mehr Platz als andere Verfahren und ist aufwendiger und teurer in der Herstellung.


Drehhemmung (erhöhtes Betätigungsdrehmoment)

Drehimpulsgeber werden sehr häufig als Handeinsteller eingesetzt. Deshalb sind sie für eine manuelle Betätigung der Welle optimiert. Für eine sichere Eingabe von Sollwerten ist ein höheres Betätigungsdrehmoment erforderlich. Denn nur so lassen sich präzise Sollwerte einstellen und einem unbeabsichtigten Verdrehen der Welle wird entgegengewirkt.
Das Drehmoment beschreibt die Drehwirkung einer Kraft, welche auf die Welle einwirken muss, um diese zu drehen. Die Einheit für das Drehmoment ist Newtonmeter [Nm]. Um das Drehmoment zu erhöhen, werden Drehimpulsgeber mit Gleitlagern verwendet und die Drehhemmung wird mittels eines Dämpfungsfettes und/oder Federelementes zur Erzeugung von zusätzlicher Reibung realisiert. Der Einsatz eines Kugellagers ergibt aufgrund des geringen (Losbrech-) Drehmomentes keinen Sinn.
Die Angabe des Drehmoments muss unter Einbeziehung der Betriebstemperatur und der Anzahl der Wellenbewegungen erfolgen. Denn je niedriger die Betriebstemperatur ist, desto höher ist auch das Betätigungsdrehmoment. Ebenfalls hat ein längerer Stillstand der Welle und die Bestätigungsgeschwindigkeit (Udr./min) einen Einfluss. Oft erfolgt die Angabe zum Drehmoment in einem Datenblatt bei Raumtemperatur und einer Betätigungsgeschwindigkeit mit konstant 10 Udr./min.
Es ist aus technischen Gründen nicht möglich, die Spezifikation mittels eines einzelnen Wertes darzustellen. Dies geht nur für einen Wertebereich. Gründe hierfür sind in erster Linie Toleranzen des Wellenlagers und der Welle sowie die Menge und Positionierung des Dämpfungsfettes auf der Welle und dem Wellenlager. Eine typische Information zu einem Betätigungsdrehmoment in Datenblättern ist:
0,1 ≤ M ≤ 0,6 Ncm / 0,3 ≤ M ≤ 1,3 Ncm (@RT, 10 U/min)
Die Abkürzung RT steht für den Bezug der Messung des Drehmomentes auf die Raumtemperatur und befindet sich gemäß Norm für Wohn- und Bürogebäude zwischen 19 °C und 21 °C.


Knopfthematik

Neben den Eigenschafen wie Betätigungsdrehmoment oder Rastmoment nimmt der Drehknopf einen entscheidenden Stellenwert bei den haptischen Eigenschaften eines Drehimpulsgebers ein. Dabei sind Masse und Außendurchmesser die wichtigsten Faktoren.
Handräder haben in der Regel einen Einstellkopf mit hoher Masse. Wird eine schnelle Drehbewegung ausgeführt und der Einstellkopf losgelassen, verhindert die relativ hohe Masse des Einstellknopfes einen abrupten Stopp der Drehgeberwelle. Das heißt: Die erhöhte Masse des Drehknopfes führt zu einer kurzzeitig weiter andauernden Drehbewegung der Welle (Nachlaufeigenschaft durch Massenträgheit). Das kann bei zügig zu ändernden Sollwerten von Vorteil sein, weil dieser Effekt das Drehen unterstützt.
Bei Drehimpulsgebern von MEGATRON in der Ausführung als Handrad, ist im Drehknopf zusätzlich eine Kurbel integriert. Bei Handrädern ist der Drehknopf Teil des Lieferumfangs und bereits auf dem Drehimpulsgeber befestigt. Für alle weiteren Drehimpulsgeber muss ein Drehknopf als ein weiteres Zubehör ausgewählt werden.

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