4 DriveLine

04 | 2015

DriveLine | Stellantriebe

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SIKO | Precision in Motion 2

4 DriveLine

www.siko-global.com

Überblick Inhaltsverzeichnis

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4.0

4.0 | Überblick Messtechnik seit 1963

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Pressespiegel | Anwenderberichte

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4.1 | Stellantriebe

4 DriveLine | 4.0 Überblick

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4.2 | Zubehör

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4.3 | Anhang

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4.4 | Produktindex, Kontaktinformationen

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4.1 4.2 4.3 4.4

4

Überblick Messtechnik seit 1963

4.0

Mit Weitblick in die Zukunft! SIKO steht heute für fünf Jahrzehnte Messtechnik: Längen-, Winkel- und Drehzahlmesstechnik sowie das Messen von Neigung oder Geschwindigkeit. Aufbauend auf diese Kernkompetenz entwickelt und produziert SIKO wegweisende Messgeräte und Positioniersysteme für Automatisierungs- und Fertigungsprozesse.

6 Produktlinien - Ein breites Produktspektrum für unterschiedlichste Messaufgaben Das SIKO Produktportfolio umfasst insgesamt 6 Produktlinien: Diese beinhalten hochwertige Messgeräte und Sensoren, sowie Positioniersysteme für die Industrie und den Maschinenbau.

Höchste Ansprüche unserer Kunden aus der Industrie und dem Maschinenbau führen zu Qualität, Präzision und Funktionalität unserer Produkte und Serviceleistungen.

Wir entwickeln für Sie oder mit Ihnen zusammen Sensorsysteme zur Messwerterfassung. Die Verkürzung von Rüstzeiten sowie die Optimierung von Fertigung und Produktion stehen hierbei oft im Blickfeld.

SIKO ist nach DIN EN ISO 9001 : 2008 zertifiziert. Der nachhaltige Umgang mit Ressourcen ist für uns selbstverständlich.

OEM Kunden, Projekte und Sonderlösungen, Retrofit oder die Ersatzteillieferung direkt an den Endanwender: Alle Kunden sind uns wichtig!

4 DriveLine | 4.0 Überblick

6 unverwechselbare Produktlinien PositionLine mechanische und elektronische Positionsanzeigen, Handräder mit analogen Anzeigen, Stellknöpfe RotoLine magnetische und optische Drehgeber, Getriebepotentiometer LinearLine Seilzuggeber DriveLine Stellantriebe MagLine magnetische Längen- und Winkelmesssysteme OptoLine optische hochpräzise Sensoren

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4.0

Globaler Erfolg ist kein Zufall Die robuste und innovative Messtechnik von SIKO ist heute weltweit in Industrie und Maschinenbau im Einsatz.

5 SIKO Tochtergesellschaften unterstützen Sie vor Ort in folgenden Ländern: ■ ■ ■ ■ ■

U.S.A. Italien Schweiz China Singapur

Ergänzend sorgen rund 60 Vertretungen national und international für den direkten Kontakt und technischen Support unserer Kunden. Vertriebsingenieure und Servicetechniker unterstützen OEMKunden sowie Anwender vor Ort durch kompetente Beratung und Kundendienst in der jeweiligen Landessprache.

Horst Wandres & Sven Wischnewski | Geschäftsleitung SIKO GmbH

4 DriveLine | 4.0 Überblick

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Überblick Pressespiegel | Anwenderberichte

„Die AG02-Antriebe erledigen die gleiche Aufgabe in rund 1,5 Minuten – egal ob lediglich eine Achse verstellt wird oder alle 14. Im letzten Fall – 30 Minuten gegenüber 1,5 Minuten – sind wir mit der automatischen Formatverstellung um den Faktor 20 schneller.“

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Herr Salzani, Mechanical Department Manager bei Vimco S.r.l. Auszug aus der A&D, Februar 2007

10

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12

„Des Weiteren können durch die Automatisierung keine Einstellfehler mehr auftreten, die Qualität der Produkte steigt, Ausschuss wird minimiert.“

16

Specials

Lexikon

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Termine

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Auszug aus der A&D, Februar 2007

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Automatisierte Stell antriebe

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ISSN

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Eine entscheidende Größe bei industrielle n Produktionsprozesse Einheiten. Die Rent n ist die Stückzah abilität steigt rapid e an, je länger die Andererseits wird von Maschinen ohne Eingr den Herstellern jedoc iffe h vielfach eine hohe kleinerer und mitte Flexibilität hinsicht lgroßer Stückzahle n gefor dert – denn für wirkli heutigen Marktdich che Großserienfer te nur noch in besti mmten Bereichen hinreichend Nachfrage Voraussetzung für vor diese Flexibilität ist die Reduktion der Rüstzeiten innerhalb http://www.computer-au der F tomation.de /feldebene/antriebe/artik

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„Automatisierte Stellantriebe Rüstzeiten um 90 % reduziert“

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Günter Herkommer, Redaktion computer-automation.de Online-Publikation vom 06. Mai 2014 05

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4 DriveLine | 4.0 Überblick

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1

„Wir konnten die Rüstzeiten von 45 Minuten auf unter 5 Minuten senken. Das ist eine enorme Effizienzsteigerung.“ Herbert Erath, Leiter Sondermaschinenbau, Fa. Fischer (Fischer Dübel) Auszug aus der „konstruktionspraxis Oktober 2013“

AKTUELLES WHIT EPAPER

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Implementierung von Foundation Fieldbus H1Feldgeräten

AKTUELLES HEFT Mai 2014: Das Ende der Totzeit Gerade bei der Herst ellung komplexer Teile – etwa bei der Spritzgießtechnik oder beim

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„Durch die wechselnden Werkstückformate war für uns eine zwingende Voraussetzung, dass die verwendetenStellantriebe eine hohe Präzision bieten und das bei einem geringen Kostenaufwand.“ Tobias Schreck, Produktmanager Lackiertechnologie, Fa. Robert Bürkle Auszug aus der „HoB special Mai 2008“

4 DriveLine | 4.0 Überblick

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4.0

4.1

Stellantriebe Inhaltsverzeichnis

9

4.0 | Überblick

3

4.0

4.1 | Stellantriebe allgemeine Informationen und Einsatzbereiche

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technische Details

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Funktion und Nutzen

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Produktmatrix

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Produkte

4 DriveLine | 4.1 Stellantriebe

AG26 Feldbus/IE

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AG25 Feldbus/IE

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AG06 Feldbus

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AG05 Feldbus

25

AG04B Feldbus

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AG03/1 Feldbus

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AG02 Feldbus

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AG02 analog

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AG02 inkremental

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AG01 analog

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AG01 inkremental

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4.2 | Zubehör

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4.3 | Anhang

81

4.4 | Produktindex, Kontaktinformationen

85

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Stellantriebe allgemeine Informationen und Einsatzbereiche

SIKO DriveLine: Rüstzeiten runter, Produktivität hoch! „Kurze Taktzeiten und Umrüstzeiten, hohe Produktivität und Qualität bei geringen Investitionskosten“, so lautet die Erfolgsformel optimaler Produktionsprozesse und Bearbeitungsprozesse.

4.1

Die DriveLine Stellantriebe eignen sich besonders gut für die automatische Formatänderung, Anschlagpositionierung, Werkzeugausrichtung und Ventileinstellung sowie viele weitere vergleichbare Positionierungen: vom Schwenkantrieb oder Stellantrieb für einfache Anwendungen und Nebenfunktionen bis hin zum Drehantrieb und Spindelantrieb bzw. Servoantrieb-Ersatz für die Steuerung komplexer Maschinenabläufe und Hauptprozessen, werden sämtliche dieser Aufgaben spielend erledigt. Dank einer Vielfalt an Baugrößen und Formen, der Integration von Aktor, Sensor und Regelungstechnik in ein kompaktes Gehäuse, sowie unterschiedlicher Schnittstellen und Bussysteme, wird der professionelle Maschinenbau effektiv bei der Integration und Inbetriebnahme der Systeme unterstützt. Durch die Hohlwel-

lenmontage, welche durch einfaches Aufstecken und Arretieren der Antriebswelle mittels Klemmring (Passfedernut optional) erfolgt, ist ebenfalls eine flexible Nachrüstung bestehender Achsen ohne aufwendige Montage- und Befestigungsvorbereitungen mit entsprechenden Kupplungen, Adaptern und Abdeckungen möglich. Einsatzbereiche für Stellantriebe und Aktuatoren finden sich in vielen Produktionsprozessen – sowohl an Einzelmaschinen oder innerhalb ganzer Fertigungsstraßen wie beispielsweise in der Verpackungstechnik, Pressentechnik, Holz-, Glas-, Druck-, Kunststoff- und Textilindustrie sowie im Werkzeugmaschinen- und Sondermaschinenbau.

triebe ist einfach und die beschleunigende Wirkung wie auch eine nachhaltige Steigerung von Maschineneffizienz und Betriebssicherheit wird sofort messbar. Prädestiniert sind Herstellungsketten, bei denen kleine Losgrößen, häufige Formatwechsel oder variierende Produktgrößen zum Tagesgeschäft gehört. Profitieren Sie von der dezentralen und modularen Automatisierung mit DriveLine und steigern Sie damit Ihre Wettbewerbsfähigkeit entscheidend: Unterschiedlichste Varianten und Leistungsklassen ermöglichen eine flexible Skalierung. Realisieren Sie jetzt „maßgeschneiderte“ Lösungen – vom Basismodel bis hin zur High-End-Anwendung.

Der Produktwechsel bei stark variierenden Parametern ist Alltag und bedingt zahlreiche Einstell- und Justagearbeiten. Hierbei ist die exakte Wiederholbarkeit jeder Verstellung ebenso von Bedeutung wie die Ausführung von Aufgaben an schwer zugänglichen oder gefährlichen Positionen. Die Flexibilität in Bezug auf wechselnde Produktionsgüter wächst bei gleichzeitig steigender Produktqualität. Die Integration der DriveLine Stellan-

Effizienter in der Achsverstellung: DriveLineStellantriebe zeigen ihre große Stärke in der sinnvollen Reihenschaltung. Zentral angesteuert erledigen diese Module ihre Verstellarbeit in jeweils nur einem Takt.

4 DriveLine | 4.1 Stellantriebe

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Antriebstechnik: Neue Dynamik für Produktionsprozesse Die Effizienz von Bearbeitungsprozessen zu steigern, gleichzeitig aber die Kosten gering zu halten, das ist erklärtes Ziel bei der Konzeption moderner Bearbeitungsmaschinen und Anlagen. Höchste Produktivität bei minimalen Taktzeiten ist ein Schlüsselfaktor, der starken Einfluss auf Effizienz und Wirtschaftlichkeit eines Unternehmens hat. Durch die flexible und modulare Achsautomatisierung mit DriveLine Stellantrieben wird eine nachhaltige Steigerung sowohl von Maschineneffizienz wie auch der Produktqualität „spielend“ möglich. Die Einstellvorgänge mit DriveLine Stellantrieben laufen etwa 4x-schneller und wesentlich präziser, als manuell möglich, ab. Anwender sprechen von einer gesteigerten Produktionsleistung von bis zu 50 %.

1

Ein Positionierantrieb setzt sich aus den folgenden, präzise aufeinander abgestimmten Komponenten zusammen: ■ 24 V DC Hochleistungsmotor ■ Stirnrad-/Planetengetriebe mit Abtriebshohlwelle ■ Positionswertgeber ■ Leistungs- und Steuerelektronik

Diese Komponenten sind in einer sehr kompakten und modularen Bauweise integriert. Damit setzten sie im Hinblick auf Größe und Leistung Maßstäbe.

Pluspunkte ■ ■

■ ■ ■ ■

flexible Maschinenkonzeption sehr geringer Installations- und Montageaufwand schnelle Inbetriebnahme kurze Takt- bzw. Umrüstzeit hohe Produktivität und Qualität hohe Verfügbarkeit und wartungsfrei

Mehrfachnutzen Einsatzgebiete zur Automatisierung mit DriveLine Stellantrieben finden sich überall dort, wo bei reduziertem Bauraum dezentrale Positionieraufgaben in der Maschine oder Anlage gelöst werden sollen – ohne zusätzlichen Platz im Schaltschrank in Anspruch zu nehmen. Ein flexibles Nachrüsten bestehender Achsen ist ebenfalls ohne die Erweiterung des Schaltschranks möglich.

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3 [1] DriveLine-Stellantriebe sichern beim On-the-fly-Produktionswechsel an einer Panel-Zuführeinheit die präzise Produktposition. [2] Zu verklebendes Teil einlegen, Start auslösen: Teilautomatisierter Klebevorgang mit Messfeedback über eine Kombination aus Magnetring und Sensor (SIKO MagLine). [3] Kraftpaket: Für Anwendungen mit höherem Anspruch an Kraft und Sicherheit – exakte Einstellposition auch im spannungslosen Zustand. [4] Viele Einstellungen, rasch ausgeführt: die Vorzüge einer dezentralen modular gehaltenen Achs-Automatisierung. [5] Abstandsregulierung von Führungswalzen in einer Laserschweißanlage für Edelstahlrohre.

4 DriveLine | 4.1 Stellantriebe

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4.1

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Stellantriebe technische Details

Leistungskurven

AG01, AG03/1

Nachfolgendem Diagramm lassen sich die primären Leistungsmerkmale entnehmen und miteinander vergleichen.

500

AG01, i12.4

400

Messverfahren

300

Die jeweils angeführte Leistungskurve eines DriveLine-Stellantriebs bildet den maximalen Leistungsverlauf (min-1/Nm) in Bezug auf eine bestimmte Motor-/Getriebekombination ab. Sämtliche Kennlinien beziehen sich auf 24 V DC-Motoren.

Drehzahl [min-1]

AG01, i24

Es zeigt sich, dass die tatsächlichen Leistungsdaten im Einsatzfall von den aufgezeigten Werten abweichen können. Hierzu führt eine Reihe von Faktoren, so z. B. auch motorbedingte Drehzahlschwankungen von ±15 %. Gerne beraten wir Sie ausführlich zu diesen Besonderheiten.

200

AG03/1, i24

100

AG01, i48 AG03/1, i48

0 0

1

2

3

4

Drehmoment [Nm]

AG02

4.1

150 AG02, 150 W, i55.3

AG02, 150 W, i62.2

100

* Bus geregelt

Drehzahl [min-1]

AG02, 70 W, i55.3* AG02, 70 W, i62.2* 50

AG02, 70 W, i135.8* 0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Drehmoment [Nm]

AG05/AG06/AG25/AG26 80

AG04B 200

AG05/AG25, i66

70

AG04B, i30.6

60

150 AG05/AG25, i98

50

AG04B, i50

100 AG06/AG26, i188

30 20

AG06/AG26, i368

10 0

Drehzahl [min-1]

Drehzahl [min-1]

40

AG04B, i70.8 50

0 0

5 Drehmoment [Nm]

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10

15

0

5

10

15

Drehmoment [Nm]

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Drehmomentaufnahmen Die DriveLine Stellantriebe ermöglichen aufgrund ihrer Hohlwellenausführung eine sehr einfache Montage. Ein Klemmring an der Gerätemontageseite schafft die sichere Verbindung zur Maschinenwelle.

[2]

Die Drehmomentabstützung zum Maschinenkörper erfolgt über einen Bolzen [1]. Alternativ kann eine Montagelasche [2] dazu verwendet werden. Bei dieser Abstützung ermöglicht eine Elastomerbuchse [3] die spannungsarme Verbindung von Stellantrieb mit der Maschine.

[1] 35ϒ

Vorteil: Verspannkräfte auf die Lager werden verringert. [3]

37

37

Einbauvarianten Clevere Formgebung bei AG01 und AG03/1 eröffnet eine Vielzahl von Einbauvarianten. Durch eine verjüngte Bauweise im Bereich der Hohlwelle sind kleine Achsabstände bis zu 37 mm erreichbar.

4.1 35ϒ 37

37

37

Anbaukompatibel Die Stellantriebe AG05, AG06, AG25 und AG26 sind anbaukompatibel zu den Positionsanzeigen DA09S und AP04.

37

37

37

37

37

Ausgangssignale inkremental Achtung (AG01, AG02): Der Zustand der Signale A und B ist in Bezug auf das Referenzsignal 0/I nicht definiert und kann von dieser Zeichnung abweichen.

AG01, AG02 180°±30°

A

90°

/A ±30°

B /B 0 I

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14

Stellantriebe Funktion und Nutzen

Umgebungsbedingungen

Anwendungsbeispiele Holz-, Metall- und Kunststoffverarbeitung

Direkte Verstellung: Wirkung direkt über die Achse bzw. Spindel. Das Wirkungsprinzip entspricht dem eines Kreuztischs bzw. von Linearführungen.

z. B. Anschlagverstellungen bei Sägen und Fräsen, Werkzeugeinstellungen nach dem Prinzip „Kreuztisch“…

z. B. Winkel- und Lageanpassungen in der Holz- und Metallindustrie …

4.1

Papier/Veredelung

Indirekte Verstellung: Wirkung indirekt (abgewinkelt) über Zahnrad oder Schneckengetriebe auf Zahnstangen.

z. B. automatisierte Format-, Abstands- oder Durchlaufanpassungen bei Umrollschneideanlagen (Papier, Folie), Druckmaschinen, Abfüllanlagen …

Logistik

Rotative Verstellung: Wirkung direkt auf die Drehachse oder indirekt (abgewinkelt) über Kegelzahnradgetriebe oder Schneckengetriebe auf eine Drehachse.

z. B. Anpassung von Anlagenausrichtungen an schnell wechselnde Aufgaben bei Förderbändern …

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Stellantriebe Produktmatrix

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Stellantriebe

Seite Drehzahl/Drehmoment Nenndrehmoment max. Nenndrehzahl max. Antriebswelle

Ausgänge absolut digital Feldbus (optional)

Industrial Ethernet

AG26 Feldbus/IE

AG25 Feldbus/IE

AG06 Feldbus

AG05 Feldbus

AG04B Feldbus

AG03/1 Feldbus

AG02 Feldbus

16

19

22

25

28

32

36

13 Nm 30 min-1

5 Nm 75 min-1

13 Nm 30 min-1

5 Nm 75 min-1

14 Nm 150 min-1

3.2 Nm 200 min-1

9 Nm 80 min-1

20 mm Hohlwelle

14 mm Hohlwelle

20 mm Hohlwelle

14 mm Hohlwelle

20 mm Hohlwelle

14 mm Hohlwelle

14 mm Hohlwelle

•

•

Ethernet/IP EtherCat POWERLINK PROFINET

Ethernet/IP EtherCat POWERLINK PROFINET

AG02 analog

•

•

CANopen SIKONETZ5

CANopen SIKONETZ5

AG02 inkremental

AG01 analog

AG01 inkremental

39

42

46

50

9 Nm 120 min-1

9 Nm 120 min-1

4.2 Nm 500 min-1

4.2 Nm 500 min-1

14 mm Hohlwelle

14 mm Hohlwelle

14 mm Hohlwelle

14 mm Hohlwelle

•

Profibus DP

•

Profibus DP CANopen SIKONETZ5

•

Profibus DP CANopen

4.1

Stellantriebe

Seite Drehzahl/Drehmoment Nenndrehmoment max. Nenndrehzahl max. Antriebswelle

Geber ohne potentiometrisch Stromquelle 4 … 20 mA Spannung 0 … 10 V DC inkremental LD5 inkremental LD24 inkremental OP Motorsteuerung integriert extern

• • •

optional

4 DriveLine | 4.1 Stellantriebe

•

• • • optional optional

• • •

optional

•

• • •

optional

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Stellantrieb AG26 Feldbus/IE Industrial Ethernet

16

Profil

■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■

kompakte Abmessungen; hohe Leistungsdichte geringer Montage- und Inbetriebnahmeaufwand große Flexibiliät, hohe Schutzart Edelstahlhohlwelle Ø20 mm, robustes Gehäuse bürstenloser EC-Motor mit hoher Lebensdauer robuster Absolutsensor, magnetische Abtastung integrierte Leistungs- und Steuerelektronik Industrial-Ethernet-Feldbus integriert integrierter Positionierregler M12 Anschlusstechnik

25.1 48

62.3

19.1 10 g8

Status LEDs Ethernet

Montageloch kundenseitig ø10 H9

G8

25.7

20

46 Status LEDs Antrieb Batteriefach

M12 Stecker (Stiftkontakt) Anschlussgewinde Metall

Linkslauf = e

34 Passungslänge

Schnittstelle Digitale Ein-/Ausgänge

21

79.7

4.1

39.6

30 ±0.5 (einstellbar)

■

~11

■

Rechtslauf = i

140.7

Ethernet Port 1

M12 Stecker (Buchsenkontakt) Anschlussgewinde Metall

Ethernet Port 2

M12 Stecker (Buchsenkontakt) Anschlussgewinde Metall

PE Anschluss für Flachstecker 6.3

Betriebsspannung

M12 Stecker (Stiftkontakt) Anschlussgewinde Metall

Mechanische Daten Merkmal Welle Gehäuse Klemmring Drehmomentstütze Nenndrehmoment/-drehzahl Betriebsart

Technische Daten Edelstahl rostfrei Kunststoff glasfaserverstärkt / Zinkdruckguss Edelstahl rostfrei Edelstahl rostfrei 7 Nm bei 30 min-1 ±10 % 13 Nm bei 15 min-1 ±10 % Aussetzbetrieb S3: 25 % ED, 10 min. 334/14 26.08.2014

Ergänzung

i = 188 i = 368 (kurzzeitig zul. Losbrechmoment 14 Nm) EN 60034-1 Kreutzmann

Katalogzeichnung AG26

207971 4 DriveLine | 4.1 Stellantriebe

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Stellantrieb AG26 Feldbus/IE Industrial Ethernet

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Elektrische Daten Merkmal Betriebsspannung Stromaufnahme Leistungsaufnahme Batterie Lebensdauer Batterie Eingänge digital Statusanzeige Tasten Schaltausgänge Busanschluss

Anschlussart

Technische Daten 24 V DC ±10 % 24 V DC ±10 % 2.2 A ±10 % 150 mA (Steuerung) Endstufe Steuerung je nach Umgebungsbedingungen typisch 10 mA

≤40 mA

4-polig, 1x Stift; 8-polig, 1x Stift 4-polig, 2x Buchse

4.1

Systemdaten Merkmal Auflösung Wiederholgenauigkeit Verfahrbereich

Technische Daten 720 Inkremente/Umdrehung Welle ±1 Inkrement(e) ±697 Umdrehung(en) ±356 Umdrehung(en)

Ergänzung

i = 188 i = 368

Umgebungsbedingungen Merkmal Umgebungstemperatur Lagertemperatur relative Luftfeuchtigkeit EMV Schutzart Schockfestigkeit Vibrationsfestigkeit

Technische Daten 0 … 45 °C -20 … 60 °C EN 61800-3, zweite Umgebung EN 61800-3, C2 IP54, IP65 500 m/s2, 11 ms