Kontaktlose, wartungsfreie Energieüber­tragung für Industrieroboter

Ein System für kontaktlose und wartungsfreie Energieüber­tragung bis 240 Watt für Industrieroboter stellt Weidmüller auf der IPC Drives 2017 vor. „FreeCon Contactless“, so nennt sich das innovative System, soll Produktionsausfälle verhindern und benötigt keine Wartung.

Eine Energieübertragung findet in der industriellen Automatisierung in der Regel mit Steckverbindern statt. Bei dieser „herkömmlichen“ Lösung sind abgebrannte, verbo­gene oder verschmutzte Kontakte ein häufiger Grund für zeit- und kostenintensive Produktionsausfälle. Das gilt umso mehr für Applikationen, in denen häufige Steck­zyklen erforderlich sind. Denkt man einen Ro­boter, so sind mehrere hundert bis tausend Werkzeugwechsel pro Tag notwendig. Die kontaktierende Verbindung muss dementsprechend oft gesteckt und gelöst werden, was zu einem hohen Verschleiß der Kontakte und Folgeerscheinun­gen wie Kon­taktabbrand führt. Im schlimmsten Fall steht die Produktion still. In der Praxis hat sich gezeigt, dass Anlagen, die mit diesem System ausgestattet sind, länger fehlerfrei laufen und damit ohne Unterbrechung für Wartung, Reparatur oder Austausch auskommen.

Wartungsarm und leistungsstark

Um dem vorzubeugen, ist eine regelmäßige Wartung, die hohe Kosten verursachen kann, erforderlich. Eine mögliche Lösung stellt für diese Ap­plikationen stellt Weidmüller auf der SPS IPC Drives 2017 in Nürnberg vor. Das neu entwickelte Produkt überträgt Energie kontaktlos und wartungsfreie. Das innovative System „FreeCon Contactless“ erlaubt es, Energie mit­tels indukti­ver Resonanzkopplung kontaktlos über einen Luftspalt von bis zu fünf Millimetern zu übertragen. Ein besonderer Mehrwert gegenüber Mitbewerbsprodukten liegt in der Leistung. So soll „FreeCon Contactless“ die doppelte Leistungsdichte und einen deutlich höheren Wirkungsgrad erzielen als vergleichbare Lösungen am Markt.

Und so funktioniert es

Das System überträgt mittels induktiver Resonanzkopplung eine Leistung von 240 Watt – 24 Volt/DC und 10 Ampere – bei einem Wirkungsgrad von bis zu 90 Prozent. Ein innovatives Wärmemanagement und der hohe Wirkungsgrad ermöglichen die besonders hohe Leistung. Bei „FreeCon Contactless“ wird auf der Primär­seite über eine Spule ein magnetisches Feld erzeugt. Der Empfänger besteht ebenfalls aus ei­ner Spule, in der durch das magnetische Feld eine Spannung indu­ziert wird. Sobald an der Spule eine elektrische Last angeschlossen wird, kommt es zum Stromfluss – eine elektrische Leistung wird übertragen. Der aus dem Übertragungsprinzip resul­tierenden erhöhten Wärmeentwicklung begegnet Weidmüller mit einem innovativen Thermomanagement, das die Wärmeentwicklung in handhabbaren Grenzen hält und eine kompakte Bauform des Systems zulässt. Das Gehäuse von „FreeCon Contactless“ ist in hoher Schutzart IP 65 ausgeführt und verfügt über flexible Montageoptionen – Direktmontage oder Befestigungs­winkel.

Portfolioerweiterung bereits geplant

Weidmüller plant „FreeCon Contactless“ sukzessive auszubauen, dazu gehören weitere Leistungsklassen sowie Module mit integrierter Datenübertragung. Geplante Busssysteme sind „PROFINET“ und „PROFIBUS DP“. Die Datenübertragung wird auf Infrarotsignal basieren.