PowerDRIVE-Positioning

PowerDRIVE-PositioningGEL 6109 Kompakter Stellantriebfür beengte Einbausituationen

Technische Information Stand 2016-11

... automates motion.

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Lenord, Bauer & Co. GmbHDohlenstraße 3246145 Oberhausen, DeutschlandD

S21

-610

9

PowerDRIVE-Box

Bei Einsatz mit der PowerDRIVE-Box sind alle gängigenKommunikationsschnittstellen verfügbar

Allgemeines

Der PowerDRIVE-Positioning bildet eine kompakte mecha-tronische Einheit, bestehend aus einem Brushless-DC-Mo-tor, einem 32-Bit Mikroprozessor, einer kompakten Endstu-fe und einem leistungsfähigen Getriebe sowie einem mag-netisch-absoluten Multiturngeber.Ein aktiver Systemschutz gegen thermische Überlastungund eine umfangreiche Systemsoftware erlauben lastab-hängige Einschaltdauern deutlich über 25% ED hinaus.Das formsteife Aluminiumgehäuse bietet mit seiner hohenSchutzart (IP67) vielseitige Einsatzmöglichkeiten in unter-schiedlichen Industriebereichen.

Merkmale

Nenndrehmoment- Bauform K 2,5 Nm bei 70 min-1 (ED 25%)- Bauform L 5 Nm bei 70 min-1 (ED 25%)

Aluminiumgehäuse, eloxiert Betriebstemperatur -10 °C … +60 °C BLDC-Motor Magnetischer Multiturngeber

- Genauigkeit: ±1,8° im spannungslosen Zustand- Erfassungsbereich: 342 Umdrehungen, auch im

spannungslosen Zustand Schutzart IP 67 CANopen (CiA 402),

weitere Schnittstellen über PowerDRIVE-Box

Vorteile

Extrem kompakt für beengte Einbausituationen Onboard Joystick für einfache Inbetriebnahme Überwachung wichtiger Systemparameter gewährleistet

einen sicheren Betrieb (Überlastschutz) Nach Netzeinschaltung direkt einsatzbereit durch

absolute Multiturn-Positionserkennung Wartungsfrei durch Dauerfettschmierung

Einsatzgebiete

Verpackungsmaschinen Nahrungsmittel- und Abfüllanlagen Holz- und Kunststoffbearbeitungsmaschinen Allgemeiner Maschinen- und Anlagenbau

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Beschreibung

2 DS21-6109 / (2016-11)

Systemkonzept

Die Stellantriebe gehören zur Produktgruppe Power-DRIVE-Positioning und sind eine Komponente des Power-DRIVE-Systems.Jeder Stellantrieb der Serie GEL 6109 ist eine intelligenteVerstelleinheit zum Aufschieben auf ein Wellenende oderAnbau an eine Welle oder Spindel.Der Stellantrieb ist konzipiert für den Einsatz mit der Pow-erDRIVE-Box und lässt sich so in eine Anlagensteuerungeinbinden.

PowerDRIVE-System

Das PowerDRIVE-System ist geeignet zur effizienten In-tegration mehrerer Stellantriebe in eine Maschine oder An-lage. Das System besteht aus folgenden Komponenten: PowerDRIVE-Positioning:

Stellantrieb zur vollautomatischen Formateinstellung PowerDRIVE-Motion:

Stellantrieb für den getakteten Betrieb PowerDRIVE-Box:

dezentrale Steuereinheit für bis zu 5 Antriebe PowerDRIVE-Connect:

Einkabelkonzept (schleppkettentaugliches Hybridkabel) PowerDRIVE-Lib:

vorgefertigte Funktionsbausteine zur Integration in dieMaschinensteuerung

Durch den Einsatz von PowerDRIVE-Box und Power-DRIVE-Connect reduziert sich der Verkabelungsaufwandfür die Stellantriebe erheblich. Statt der bisher üblichenzwei getrennten Kabel zur internen Buskommunikation undeinem dritten Kabel zur Spannungsversorgung der Stellan-triebe, wird lediglich EIN schleppkettentaugliches Hybrid-kabel angeschlossen. Im Maximalaufbau mit 5 ange-schlossenen Stellantrieben reduziert sich die Kabelanzahldurch PowerDRIVE-Connect von typischerweise 15 auf 5.Mit Hilfe der PowerDRIVE-Box bietet das Gesamtsystemeine hohe Flexibilität bei der Integration, denn sie unter-stützt alle gängigen Kommunikationsschnittstellen.

Aufbau

Der Stellantrieb wird mit einer Versorgungsspannung von24 V DC betrieben und wird über das Hybridkabel Power-DRIVE-Connect angeschlossen.Das Hybridkabel PowerDRIVE-Connect übernimmt dieBuskommunikation und die Leistungsversorgung des Stell-antriebs.Der Stellantrieb kommuniziert über das systeminterneFeldbusprofil mit der PowerDRIVE-Box.Das formsteife Gehäuse aus eloxiertem Aluminium ist be-sonders robust und erreicht durch den Wellendichtring ausViton die Schutzart IP 67.Auf der Geräteoberseite befinden sich fertigungsbedingtzwei Blindstopfen, hinter einem ist ein USB-Servicesteckerzugänglich.

Micro USB

Integrierter Absolutwertgeber

Ein magnetisch-absoluter Multiturngeber macht Referenz-fahrten nach einem Netzausfall bzw. Nothalt überflüssig.Durch den batterielosen Geber erkennt der Stellantriebseine Position nach Netzeinschaltung und ist direkt ein-satzbereit.Im ausgeschalteten Zustand kann die Antriebswelle um±171 Umdrehungen verstellt werden ohne das die Absolut-position verloren geht.Der Absolutwertgeber widersteht hohen Schock-/ Vibrati-onsbelastungen.

Beschreibung

DS21-6109 / (2016-11) 3

Montage

Das Montagekonzept sieht eine Fest-Los-Lagerung vor.Über das Festlager trägt die Maschinenwelle das Gewichtdes Stellantriebs. Hierfür wird der Stellantrieb über einekraft- und formschlüssige Verbindung direkt auf die Ma-schinenwelle montiert, zum Beispiel über eine Hohlwellemit Klemmring. Die Drehmomentstütze verhindert ein Mit-drehen des Stellantriebs und kompensiert als Loslager ggf.an der Antriebswelle auftretende Unwuchtbewegungen.Form und Ausführung der Drehmomentstütze sind anwen-dungsbezogen. Zur Montage steht diverses Zubehör zurVerfügung.

Aufnahme von Unwuchtbewegungen am Loslager

Einbaulage

Der PowerDRIVE-Positioning GEL 6109 kann mit derOberseite waagerecht oder senkrecht zur Welle montiertwerden. Dabei müssen die Antriebswelle (Festlager) undder Befestigungspunkt der Drehmomentstütze (Loslager)fluchten, um die mechanischen Belastungen auf alle Kom-ponenten so gering wie möglich zu halten.

Zulässige Einbaulage: waagerecht (links) und senkrecht(rechts)

Betriebsarten

Der Antrieb ist für den Stellbetrieb bei Nenndrehmomentausgelegt. Folgende Intervalle sind gültig für eine Ein-schaltdauer (ED) von ED = 25% bei 100% Lastmoment, Stellbetrieb S2

(Basiszeit 4 Minuten: ED = 1 Minute, PD = 3 Minuten) ED ≤ 50% bei reduziertem Lastmoment, abhängig von

Umgebungsparametern und ApplikationAndere Betriebsweisen sind durch eine I2t- und Tempera-turüberwachung sowie eine einstellbare Strombegrenzungabgesichert. Ein kurzzeitig erhöhtes Losbrechmoment wirdim Rahmen dieser Absicherung zugelassen.

Betriebssicherheit

Wichtige Parameter wie Motorleistung und Gerätetempera-tur werden überwacht und der Stellantrieb so aktiv vorÜberlastung geschützt. Folgende Überwachungseinrich-tungen stellen den störungsfreien Betrieb sicher: Sanftanlauf und -auslauf über Beschleunigungs- und

Bremsrampen Über- / Unterspannungserkennung der Leistungs- und

Logikversorgung Schleppfehlererkennung (Antriebs- zu Motorwelle) Temperaturüberwachung der Endstufe und des Gehäu-

seinnenraums Überlastungsschutz des Motors und der Endstufe durch

I2t-Überwachung und in Kombination mit der Power-DRIVE-Box durch den maximalen Strom.

Allgemeines zu PowerDRIVE-Connect

Das Hybridkabel PowerDRIVE-Connect ist für den beweg-ten Einsatz in Schleppketten ausgelegt. Es ist in den Vari-anten Standardkabel und UL/CSA-Kabel lieferbar. DasHybridkabel ist unter dem Außenmantel geschirmt. Der in-nenliegende Kommunikationsstrang wird vollständig iso-liert geführt und ist mehrfach geschirmt.Alle Stellantriebe sind mit Hybridkabel und Steckverbinderlieferbar und können über die frei konfektionierbaren undvormontierten Hybrid-Verbindungskabel schnell und ein-fach an die PowerDRIVE-Box angeschlossen werden.Steckverbinder mit Schnellkupplung erlauben eine rascheVerbindung und Trennung. Für Wartungs- und Servicear-beiten ist der Stellantrieb so sicher und sekundenschnellvon der Spannungsversorgung getrennt. Zum Anschlusssind konfektionierbare Anschlusskabel lieferbar, sie-he “Technische Information 61BZK”.

Technische Daten

4 DS21-6109 / (2016-11)

Nenndrehmoment (Bauform) 02 (K) 05 (L)

Elektrische Daten

Nennspannung Logik 24 V DC -5% / +25%

Nennspannung Leistung 24 V DC -5% / +25%(Achtung: Max. Motordrehzahl ist spannungsabhän-

gig!)

Nennstrom Logik max. 400 mA, externe Sicherung erforderlich

Nennstrom Leistung externe Sicherung erforderlich

3 A (max. 5 A) 2,4 A (max. 4 A)

Einschaltdauer (ED) in % (lastabhängig) ED = 25% bei 100% Lastmoment, Stellbetrieb S2(Basiszeit 4 Minuten: ED = 1 Minute, PD(1) = 3 Minu-

ten)ED ≤ 50% bei reduziertem Lastmoment, abhängig von

Umgebungsparametern und Applikation

Stellbereich nicht begrenzt

Systemschnittstelle CANopen (CiA 402)

Kommunikationsschnittstellen über PowerDRIVE-Box GEL6505

CANopen, PROFIBUS-DP, PROFINET IO / RT, Ether-CAT, EtherNet/IP, Sercos III, POWERLINK

Isolationsfestigkeit √2 × 500 V DC; gemäß DIN EN 61439-1:2012-06

EMV (2) Störfestigkeit EN 61000-6-1:2007-10 /EN 61000-6-2:2006-03

Störaussendung EN 61000-6-4:2011-09

Geberdaten

Auflösung 1000 Inkremente pro 360°

Genauigkeit ±1,8° im spannungslosen Zustand

Erfassungsbereich des Messsystems 342 Umdrehungen, auch im spannungslosen Zustand

Mechanische Daten

Nenndrehmoment Antriebswelle 2,5 Nm bei 70 min-1 5 Nm bei 70 min-1

Antriebswelle Aufsteckhohlwelle (Vollwellen-Ø dw =8…14 mm); Sonderwellen auf Anfrage

Gehäusematerial Aluminium AlMgSi

Gewicht (3) 1,0 kg 1,25 kg

Schutzart IP 67, EN 60529: 2014-09, Wellendichtring aus Viton

Schockfestigkeit 150 m/s2 (ca. 15g); gemäßDIN EN 60068-2-27:2010-02

Vibrationsfestigkeit 50 m/s2 (ca. 5g), 10 ... 50 Hz; gemäßDIN EN 60068-2-6:2008-10

Umgebungsdaten

Arbeitstemperaturbereich 0 °C … +60 °C

Betriebstemperaturbereich -10 °C … +60 °C

Lagertemperaturbereich -20 °C … +85 °C

Max. relative Luftfeuchte 95%

Betauung nicht zulässig (Betauungsschutz auf Anfrage)

(1) PD Pausendauer(2) Nur geschirmte Leitungen verwenden.(3) Abhängig von der Anschlusstechnik und der Bauform

Geräteübersicht — Bauformen / Kabelausführungen

DS21-6109 / (2016-11) 5

Nenndrehmoment / Bauform

Nenndrehmoment Bauform (Gehäuselänge)

02 2,5 Nm bei 70 min-1 K (76 mm)

05 5 Nm bei 70 min-1 L (96 mm)

Kabelausführung

Technische Daten Kabelausführungen

Hybridkabel Kabelausführung 0(Standardkabel)

Kabelausführung 1(UL/CSA-Hybridkabel)

Kabelmantel PUR, schwarz, glänzend PUR, schwarz, matt

Kabeleigenschaften geschirmt, schleppkettentauglich,lebensmitteltauglich

geschirmt, schleppkettentauglich,halogenfrei

Kabeldurchmesser (d) 9,5 mm 9,5 mm

Biegeradius dauerflexibel: 10 × dfest verlegt: 5 × d

dauerflexibel: 15 × dfrei beweglich: 10 × d

fest verlegt: 5 × d

Betriebsspitzenspannung max. 350 V CAN-Busmax. 30 V DC (Logik / Leistung)

max. 350 V CAN-Busmax. 30 V DC (Logik / Leistung)

Temperaturbereich -40 °C … +80 °C -40 °C … +80 °C

Geräteübersicht — Anschlusstechniken

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H1: Kabellänge 30 cmH2: Kabellänge 50 cm

H3: Kabellänge 100 cm

S1: Kabellänge 30 cmS2: Kabellänge 50 cm

S3: Kabellänge 100 cm

HS

Kabel mit M23-Steckverbinder(Kupplung mit Stiftkontakten)

Kabel mit M17-Steckverbinder(Kupplung mit Stiftkontakten)

M17-Einbaudose (Stiftkontakte)

xx: Kabellänge wählbar(1 m bis 20 m)

Vx: Kabellänge wählbar(1 m bis 20 m)

offenes Kabelende Kabel mit Federzugklemmen für denPoweDRIVE-Box - Anschluss

Anschlussbelegungen und Zubehör

DS21-6109 / (2016-11) 7

Anschlussbelegung xx / Vx

Anschlusstechnik xx:offenes Kabelende

Anschlusstechnik Vx:vorkonfektioniert für denPowerDRIVE-Box - Anschluss

Signal-bezeichnung

Aderfarbe/Ader-Nr.

Quer-schnitt

4-polige Federzugklem-me C /Pin-Bezeichnung

4-polige Federzugklem-me V /Pin-Bezeichnung

rot/1 0,5 mm2 – 3 +24 V Logik

rot/2 1,5 mm2 – 1 +24 V Leistung

schwarz/2 1,5 mm2 – 2 GND Leistung

schwarz/1 0,5 mm2 – 4 GND Logik

schwarz 0,14 mm2 1 – CAN-GND

grün 0,25 mm2 3 – CAN-Low

gelb 0,25 mm2 2 – CAN-High

Anschlussbelegung H1 / H2 / H3

M23-Steckverbinder

Kupplung mit Stiftkontakten Pin-Bezeichnung Signalbezeichnung

A

B C

D

E5 1

6 3

4 28

79 10

S

72

M23

x 1

A +24 V Logik

B GND Logik

C GND Leistung

D +24 V Leistung

E Kabelschirm

7 CAN-High

8 CAN-GND

9 CAN-Low

S CAN Schirm

Anschlusszubehör H1 / H2 / H3 (siehe Technische Information 61BZK)

H1: 30 cmH2: 50 cmH3: 100 cm

M23PowerDRIVE-Box

61BZK23S0NxxK/61BZK23S0UxxK

61BZK23S0NxxV/61BZK23S0UxxV

61BZK23S0NxxL/61BZK23S0UxxL

optional


8 DS21-6109 / (2016-11)

Anschlussbelegung S1 / S2 / S3

M17-Steckverbinder

Kupplung mit Stiftkontakten Pin-Bezeichnung Signalbezeichnung

C

1

2

A

4

3

B

5

41.4

ø18.

7

A +24 V Logik

B +24 V Leistung

C GND Leistung

1 GND Logik

2 CAN-GND

3 CAN-Low

4 CAN-High

Anschlusszubehör S1 / S2 / S3 (siehe Technische Information 61BZK)

PowerDRIVE-Box

S1: 30 cmS2: 50 cmS3: 100 cm

M17 61BZK17S0NxxK/61BZK17S0UxxK



optional


DS21-6109 / (2016-11) 9

Anschlussbelegung HS

M17-Steckverbinder

Einbaudose mit Stiftkontakten Pin-Bezeichnung Signalbezeichnung

C

1

2

A

4

3

B

5

A +24 V Logik

B +24 V Leistung

C GND Leistung

1 GND Logik

2 CAN-GND

3 CAN-Low

4 CAN-High

Anschlusszubehör HS (siehe Technische Information 61BZK)

PowerDRIVE-Box

HS

M17

61BZK17S0NxxK/61BZK17S0UxxK



optional

Mechanisches Zubehör (nicht im Lieferumfang enthalten)

Bezeichnung: Artikel-Nr.

Klemmring für Welle:— A / B / C / D— 8 / 9 / E

MZ 1380MZ 1379

Zubehörsatz für GEL 6110 / GEL 6109, bestehend aus: 1 St. Drehmomentstütze inklusive Gleitlager, Artikel-Nr. BG 5012 2 St. Schraube M5×8, Artikel-Nr. VS 2107 1 St. Schaftschraube M5×20, Artikel-Nr. VS 3412

ZB6100

Zubehörpaket Gleitlager(Inhalt: 5 St. Gleitlager, Artikel-Nr. OG 0001)

ZB61X01

Zubehörpaket Schaftschrauben(Inhalt: 5 St. Schaftschraube M5 × 20, Artikel-Nr. VS 3412)

ZB61X02

Zubehörpaket Schrauben Drehmomentstütze(Inhalt: 10 St. Schraube M5 × 8, Artikel-Nr. VS 2107)

ZB61X03

Maßbilder

10 DS21-6109 / (2016-11)

Maßbild – PowerDRIVE-Positioning GEL 6109 (Anschlusstechnik H1 / H2 / H3 / S1 / S2 / S3 / Vx / xx)

125

73 ±0

.250 ±0.2

51

32.4

5

37.4

5

10

M5 / 8

tief

deep

2x M5 / 8 tiefdeep

L

d w H

7

2239.2

R2

3

23.1

Ø dw Innendurchmesser gemäß Typenschlüssel

Alle Maße in mm (≈ Circa-Maß)Allgemeintoleranz DIN ISO 2768 mittel

Bauform Option Maß L

Kurz K 76

Lang L 96

Montagesatz ZB 6100

5

5.1

74.5

43.3

6.5

10

10

10

30

7.5

22

17

7.1

3


Drehmomentstütze Metallwinkel mit eingesetztem Gleitlager 2 Befestigungsschrauben M5×8 Schaftschraube M5x20

Klemmring

d w D

b


Maße / Klemmring MZ 1379

Welle Ø dw H7 d[mm](Typenschlüssel)

10 / 9 / 8(E / 9 / 8)

D [mm] 28

b [mm] 11

Schraube DIN 912 M4

Maßbilder

DS21-6109 / (2016-11) 11

Klemmringb

d w

D


Artikel-Nr. MZ 1380

Welle Ø dw H7 [mm](Typenschlüssel)

11 / 12 / 13 / 14(D / C / B / A)

D [mm] 34,5

b [mm] 13

Schraube DIN 912 M4

Gleitlager OG 0001

ø 10

7.13.1 ±0.05

ø 8

0 -0.0

5

2

ø 5 C11


Schnitt A-A

Typenschlüssel GEL 6109

12 DS21-6109 / (2016-11)

Typenschlüssel GEL 6109

KommunikationsschnittstelleCO CANopen CiA 402 (System interne Kommunikation, weitere Schnittstellen über PowerDRIVE-Box)

Nenndrehmoment02 2,5 Nm / 70 min-1 bei ED 25% (Bauform K)05 5 Nm / 70 min-1 bei ED 25% (Bauform L)

Welle [dw in mm]A Aufsteckhohlwelle, Innendurchmesser 14 H7B Aufsteckhohlwelle, Innendurchmesser 13 H7C Aufsteckhohlwelle, Innendurchmesser 12 H7D Aufsteckhohlwelle, Innendurchmesser 11 H7E Aufsteckhohlwelle, Innendurchmesser 10 H79 Aufsteckhohlwelle, Innendurchmesser 9 H78 Aufsteckhohlwelle, Innendurchmesser 8 H7

GehäusematerialA Aluminium AlMgSi, eloxiert

BauformK KurzL Lang

AnschlusstechnikHS M17-Einbaudose mit Stiftkontakten (nur mit Welle A lieferbar)S1 30 cm Hybridkabel und M17-Kupplung mit StiftkontaktenS2 50 cm Hybridkabel und M17-Kupplung mit StiftkontaktenS3 100 cm Hybridkabel und M17-Kupplung mit StiftkontaktenH1 30 cm Hybridkabel und M23-Kupplung mit StiftkontaktenH2 50 cm Hybridkabel und M23-Kupplung mit StiftkontaktenH3 100 cm Hybridkabel und M23-Kupplung mit StiftkontaktenVx Hybridkabel vorkonfektioniert mit Anschlussklemmen für PowerDRIVE-Box,

Kabellänge V1 = 1 m; V2 = 3 m; V3 = 5 m; V4 = 8 m; V5 = 10 m; V6 = 13 m; V7 = 15 m;V8 = 18 m; V9 = 20 m

xx xx m Hybridkabel mit offenem Kabelende, Länge in m (xx = 01…20; Standard: 3 m) Sensor

M Magnetischer Multiturngeber (±1,8° / 342 Umdrehungen) Kabelausführung

0 mit Standardkomponenten1 mit UL/CSA-Hybridkabel

Schutzart3 IP 67 (mit Wellendichtring aus Viton und Feuchteschutz)

6109 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Documents

PowerDRIVE-Positioning