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Berührungslose Energie- und Datenübertragung:

Kraftvoll koppeln

Induktive Koppler übertragen berührungslos Daten und Energie mit bis zu 12 Watt Leistung

Irgendwie hat es immer noch etwas Magisches, wenn man ein Smartphone auf eine kontaktlose Ladestation legt. Stromübertragung ohne Kabel? Technisch steckt dahinter das Prinzip der induktiven Kopplung. Die Technik ist nicht wirklich neu, aber der massenhafte Einsatz im Consumer-Bereich lässt immer noch auf sich warten. Die Ladefunktion für elektrische Zahnbürsten und schnurlose Telefone bleibt bis dato die einzige Massenanwendung.

Bild: Hans Turck GmbH & Co. KGBild: Hans Turck GmbH & Co. KG
Bild 1: Selbst bei Parallel- oder Winkelversatz übertragen die induktiven Koppler der NIC-Serie 12 Watt über maximal 7 Millimeter Luftspalt.

Ihre Stärken kann die induktive Kopplung zur Leistungsubertragung eher in den Nischenmarkten ausspielen. So sind beispielswiese Herzschrittmacher und andere medizinische Implantate oft zwangsläufig mit der Möglichkeit zur kontaktlosen Strom- und Signalübertragung ausgestattet.

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Bild 2: Lösung 1: Über das Sekundärteil (r.) lassen sich zwei PNP-Schaltsignale übertragen, wenn ein VB2-Splitter angeschlossen wird.

Der Vorteil liegt hier auf der Hand: Schon die Vorstellung eines USB-Ports am Brustkorb zum Laden des Herzschrittmachers erinnert eher an Horror- oder Science-Fiction-Filme als an seriöse Medizintechnik. Ein großer Vorteil der induktiven Kopplung zur Signal- und Leistungsübertragung kommt bei diesen Beispielen aber kaum zum Tragen: Induktive Kopplung ist absolut verschleißfrei. Dieser Vorteil ist beim Privatgebrauch selten besonders wichtig, im Industrie-Einsatz kann er aber ein zentrales Entscheidungskriterium sein. Schließlich sind die resultierenden längeren Wartungsintervalle, kürzere Stillstandzeiten und höhere Taktraten von Maschinen für Einkäufer und insbesondere Produktionsplaner schlagkräftige Argumente. Gerade in Applikationen, in denen sehr häufig Kontakte gesteckt und gelöst werden müssen, ist Verschleiß ein großes Problem - und damit ein entscheidender Kostentreiber. Wenn Hersteller von Anschluss- und Verbindungstechnik-Lösungen dazu übergehen, Kontakte zu vergolden, wird deutlich, dass hier ein echter Bedarf an verschleißfreien Lösungen besteht. Allein zur Zierde kommt niemand auf die Idee, Gold einzusetzen. Auch wenn das Edelmetall die Abnutzung der Kontakte minimiert, so kann es den Prozess doch nicht verhindern. Applikationen mit stark beanspruchten Verbindungen, sei es durch Vibration oder das häufige Schließen und Trennen einer Verbindung, sind somit ein ideales Einsatzgebiet für eine 'berührungslose Steckverbindung'. Roboter mit Wechselwerkzeugen oder Rundtakttische sind Beispiele für solche Applikationen. Induktive Koppler als kontaktlose Steckverbinder bestechen außerdem durch die Bewegungsfreiheit, die sie den gekoppelten Komponenten ermöglichen, z.B. bei Robotern mit drehenden Werkzeugen oder bei Wellen, aus denen Sensorsignale ausgeleitet werden müssen. Ein kontaktloser Anschluss der Schnittstelle ist hier von großem Vorteil. Der Schleifring als Alternativlösung ist zwar in der Industrie etabliert, wird aber aufgrund seines Verschleißes wenig geschätzt. Ein anderes Einsatzgebiet für induktive Koppler sind Elektro-Hängebahnen, wie sie die Automobilindustrie häufig einsetzt.

Hans Turck GmbH & Co. KG

Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 6 2014 - 27.05.14.
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