Kontaktlose, wartungsfreie Energieübertragung

Das Sys­tem FreeCon Con­tact­less aus dem Unternehmen Wei­d­müller ist als kon­tak­t­lose, wartungs­freie Energieüber­tra­gung aus­gelegt, die für bre­ite Anwen­dun­gen im indus­triellen Umfeld entwick­elt wurde. Denn das Sys­tem überträgt mit­tels induk­tiv­er Res­o­nanzkop­plung eine Leis­tung von 240 Watt – 24 Volt DC / 10 Ampere – über einen Luftspalt bis 5 Mil­lime­ter kon­tak­t­los, bei einem Wirkungs­grad bis 90 Prozent.

Energieüber­tra­gung find­et in der indus­triellen Automa­tisierung in der Regel mit Steck­verbindern statt. Bei dieser kon­ven­tionellen Lösung führen abge­bran­nte, ver­bo­gene oder ver­schmutzte Kon­tak­te oft­mals zu zeit- und kosten­in­ten­siv­en Pro­duk­tion­saus­fällen. Dies gilt ins­beson­dere für App­lika­tio­nen, in denen häu­fige Steck­zyklen erforder­lich sind oder wo beson­dere Her­aus­forderun­gen an ein Pro­dukt oder an Prozesse gestellt wer­den, wie etwa in der Medi­z­in­tech­nik, Lebens­mit­tel- und Elek­troin­dus­trie oder in radioak­tiv­en Umge­bun­gen. Soge­nan­nte Rein­rau­man­wen­dun­gen stellen höch­ste Anforderun­gen: Die weitest gehende Rein­hal­tung von Pro­duk­ten und Prozessen sowie die Ver­mei­dung von Kon­t­a­m­i­na­tio­nen sind dort entschei­dende Fak­toren. Anwen­dun­gen soll­ten möglichst kom­plett abzukapseln sein, um den Ein­trag und die Konzen­tra­tion von luft­ge­tra­ge­nen Par­tikeln sehr ger­ing hal­ten zu können.

Steck­verbindun­gen führen in Rein­rau­man­wen­dun­gen jedoch immer zu ein­er Par­tikel­be­las­tung. Eine ele­gante, effiziente und tech­nisch aus­gereifte Lösung bietet das Sys­tem: Die kon­tak­t­lose Energieüber­tra­gung auf Basis der induk­tiv­en Res­o­nanzkop­plung erlaubt ver­schleißlose Verbindun­gen, die sich sog­ar durch eine Glaswand führen lassen. Diese Tech­nolo­gie ist fast über­all ein­set­zbar, etwa auch in fes­tem und flüs­sigem Mate­r­i­al, sie dient aus physikalis­chen Grün­den aber nicht für das Durch­drin­gen von Met­all. In Rein­räu­men erfol­gt die kon­tak­t­lose Energieüber­tra­gung prob­lem­los, das heißt die elek­trische Ver­sorgung von Sen­soren und Aktoren ist stets sichergestellt.

FreeCon Con­tact­less ist derzeit das einzige Sys­tem am Markt, das via SPS-Steuerung direkt schalt­bar ist, ohne ein zusät­zlich­es Schütz zu benöti­gen. Die wartungs­freie Energieüber­tra­gung baut mit ein­er Bre­ite von 100 mm, ein­er Länge von 100 mm und ein­er Höhe von 47 mm sehr kom­pakt. Bei ein­er Leis­tung von 240 Watt kann das derzeit kle­in­ste Gerät am Markt dur­chaus mithal­ten. Aus­ge­führt in hoher Schutzart IP 65 ver­fügt das Sys­tem zudem über flex­i­ble Mon­ta­geop­tio­nen wie Direk­t­mon­tage oder Befes­ti­gungswinkel. Es arbeit­et ver­schleiß- und wartungs­frei, erhöht also die Anla­gen­ver­füg­barkeit, reduziert Ser­viceein­sätze und min­imiert Wartungskosten. Dank kon­tak­t­los­er Über­tra­gung mit­tels induk­tiv­er Res­o­nanzkop­plung überzeugt das Sys­tem mit hoher Flex­i­bil­ität und beliebiger Annäherung­sop­tion. Die Sekundär­seite lässt sich, im Gegen­satz zum Steck­verbinder, aus beliebi­gen Rich­tun­gen zur Primär­seite her­an­führen und zusät­zlich auch rotieren. Die ziel­ge­naue Kop­plung des Sys­tems erfol­gt durch eine präzise Posi­tion­skon­trolle, genan­nt „vor­eilen­des Pair­ing“. Eine automa­tis­che Verbindung kann direkt via SPS-Steuerung erfolgen.

Gegenüber ver­gle­ich­baren Lösun­gen am Markt erzielt das Unternehmen Wei­d­müller die dop­pelte Leis­tungs­dichte und einen deut­lich höheren Wirkungs­grad. Ein inno­v­a­tives Wärme­m­an­age­ment und der hohe Wirkungs­grad ermöglichen die beson­ders hohe Leis­tung. Bei dem Sys­tem 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 – und elek­trische Leis­tung wird übertragen.