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Industrieroboter führen oft mehrere hundert Werkzeugwechsel pro Tag durch. Herkömmliche Kontakte unterliegen hier einem hohen Verschleiß. Mit „FreeCon Contactless“ profitieren Anwender von einer zuverlässigen und wartungsfreien Verbindung. Foto: Weidmüller Gruppe

Kontaktlose und wartungsfreie Energieübertragung

Die kontaktlose, wartungsfreie Energieübertragung bis 240 Watt für Industrieroboterwird mit Weidmüller „FreeCon Contactless" Realität. Das Unternehmen will die Produktlinie und in der Folge auch sein Portfolio sukzessive aufbauen.

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. Dazu zählt das Wechselwerkzeug an einem Roboter: Hier werden mehrere hundert bis tausend Werkzeugwechsel pro Tag durchgeführt. Die kontaktierende Verbindung muss dementsprechend oft gesteckt und gelöst werden, was zu einem hohen Verschleiß der Kontakte und Folgeerscheinun¬gen wie Kon-taktabbrand führt. Das wiederum führt zu einem Qualitätsverlust in der Produktion ggf. zu einem Produktionsstillstand.

Kostenlose, wartungsfreie Energieübertragung

Um diesem vorzubeugen, entstehen durch den regelmäßigen Wartungsaufwand hohe Kosten. Für diese Art von Applikationen hat Weidmüller die kontaktlose, wartungsfreie Energieübertragung „FreeCon Contactless“ entwickelt. Das innovative System erlaubt es, Energie mittels induktiver Resonanzkopplung kontaktlos über einen Luftspalt von bis zu fünf Millimetern zu übertragen – gänzlich verschleißfrei und besonders effizient.

Gegenüber vergleichbaren Lösungen am Markt erzielt Weidmüller mit „FreeCon Contactless“ die doppelte Leistungsdichte und einen deutlich höheren Wirkungsgrad. Anlagen, die mit diesem System ausgestattet sind, laufen länger fehlerfrei und damit ohne kostspielige Unterbrechung für Wartung, Reparatur oder Austausch. 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.

Stromfluss über zwei Spulen und ein magnetisches Feld

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

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