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2019 05 Die Montage der Drehgeber erfolgt zwar manuell, aber mit digitalisierten Fertigungsanweisungen via Tablet-PC 06 Dr. Michael Löken erklärt die markanten Unterschiede zwischen optischen und magnetischen Drehgebern SUMMER OF ENGINEERING digitalisiert. Der Mit arbeiter bekommt auf seinem Tablet Fertigungsanweisungen mit Bildern, Icons, Artikelnummern und Videos, aber ohne Text. „Wir haben die facharbeiterlose Produktion, indem wir die Intelligenz der Fertigung aus den Köpfen der Facharbeiter in unser System gebracht haben.“ MASS CUSTOMIZATION Um eine große Varianz und kurze Lieferzeiten unter einen Hut zu bekommen, wurde auch der Bestellvorgang komplett digitalisiert. Das Herzstück ist dabei der „Product Finder“ auf der Webseite. Aus theoretisch mehr als 1 Million Varianten kann sich der Kunde hier nach seinen Anforderungen und Spezifikationen per Filter seinen persönlichen Drehgeber konfigurieren. Dabei agiert das System interaktiv und schließt Schritt für Schritt unlogische Varianten aus. Die Lieferzeit beträgt i. d. R. drei Tage – per Express sind sogar 24 Stunden möglich. Ein zweiter Weg zum passenden Drehgeber führt über den ‚Mitbewerber-Querverweis-Guide‘ – genannt: Encoder Match. Hier kann der Kunde den Typenschlüssel von derzeit 18 Fremdmarken eingeben und bekommt das passende Pendant bzw. eine Alternative aus dem Hause Fraba gezeigt. „DER OPTISCHE DREHGEBER IST TOT!“ Auf Produktseite war der größte Meilenstein der jüngsten Vergangenheit der magnetische Drehgeber. Christian Leeser geht sogar so weit, zu sagen: „Der optische Drehgeber ist tot – der magnetische Drehgeber ist die Zukunft!“. Damit könnte er Recht haben, denn es spricht einiges dafür: Die magnetischen Drehgeber sind im Vergleich zu den optischen Drehgebern kleiner, haben weniger Masse, sind günstiger in der Herstellung und auch robuster gegenüber Umwelteinflüssen wie Vibrationen, Feuchtigkeit, Öl oder Staub. Besonderes Augenmerk wurde auf die Magnetfeldschirmung gelegt, damit es hier – aufgrund der verbauten Sensor-Technologie – keine Einschränkungen gibt. Hierzu hat das Unternehmen bereits seit 2006 mithilfe von Magnetfeldsimulationen viel Knowhow aufgebaut und man ist sich sicher, dass die Drehgeber sogar direkt neben einer magnetischen Bremse funktionieren. Bereits im vergangenen Jahr hat Fraba mehr magnetische als optische verkauft – Tendenz weiter steigend. DAS GEHEIMNIS DES WIEGAND-DRAHTES Nach diesen Einblicken wollen wir mehr über die Technologie hinter den magnetischen Drehgebern erfahren. Wir fahren deshalb zum Fraba-Standort Aachen und schauen uns dort in der Forschungsund Entwicklungsabteilung um. Hier in Aachen wird der „Wiegand- Draht“ gefertigt – das Herzstück der magnetischen Multiturn-Drehgeber. Was den Draht so besonders macht? Er weist durch parallele weich- und hartmagnetische Bereiche eine Hysteresekurve mit ausgeprägten Sprungstellen auf, eine Art makroskopischer Barkhausen-Effekt. Die plötzliche Änderung der Magnetisierung verursacht in einer nahen Spule einen Spannungsimpuls, dessen Größe und Form unabhängig davon ist, wie schnell das äußere Magnetfeld sich ändert. Der erzeugte Impuls lässt sich von einer intelligenten Elektronik auswerten. Die Erfindung aus den 60er-Jahren, die auf John Richard Wiegand zurückgeht, garantiert absolute Multiturn-Positionsmessungen – ohne Batterien und zudem wartungsfrei. EIN FAST „MAGISCHER“ PROZESS Die exakte Herstellung des Drahtes hält Dr. Michael Löken geheim, handelt es sich doch um einen „magischen Prozess“. Nur so viel dürfen wir verraten: Der Draht besteht aus einer Vicalloy-Legierung und windet sich in einer Maschine über ein ausgeklügeltes 28 SUMMER of ENGINEERING 2019
07 Der Wiegand-Draht ist das Herzstück der magnetischen Multiturn-Drehgeber Spulensystem. Während des aufwendigen Fertigungsprozesses mit Kaltumformung und Tempern verändert er seine Struktur und bekommt so seine spezifischen Eigenschaften. Die Technologie wurde ursprünglich bei magnetischen Zugangskarten für Sicherheitssysteme eingesetzt.. Fraba setzt sie seit 2007 ein und war damit der erste Lizenznehmer, der den Wiegand-Effekt für Energy Harvesting nutzte für Drehgeber- Anwendungen nutzbar machte“, erklärt Dr. Michael Löken. Als jedoch das von John Wiegand gegründete Unternehmen das Produkt aufkündigte, entschloss sich das Führungsteam von Posital Fraba kurzerhand, die gesamte Technologie zu kaufen – inkl. Maschinen, Mustern und Anleitungen. Während die eine Maschine nach Aachen verfrachtet wurde und hier in erster Linie der Forschung und Entwicklung dient, produziert die zweite am amerikanischen Fraba-Standort in Hamilton den Wiegand-Draht auf Hochtouren. „Wir wollen diesen ‚magischen Prozess‘ der Herstellung noch weiter erforschen und dadurch unsere Produkte noch besser machen. Die Technologie steht erst am Anfang. Wir planen aber auch in Aachen zu produzieren, denn als Alleinlieferant haben wir heute schon jede Menge Unternehmen, die den Wiegand-Draht von uns beziehen. So können wir eine stabile und zuverlässige Lieferkette garantieren“, freut sich Dr. Michael Löken. FAZIT Ein spannender Tag in Köln und Aachen geht zu Ende. Fraba blickt nicht nur auf eine bewegte 100-jährige Geschichte zurück, sondern gestaltet auch die Zukunft auf seine eigene Art und Weise. Das Gesamtkonzept mit einer außergewöhnlichen Firmenphilosophie, 08 Mit dem Produktfinder kann der Kunde innerhalb kürzester Zeit seinen optimalen Drehgeber konfigurieren komplett digitalisierten Prozessen und ungebremster Spielfreude soll inno vative Produkte hervorbringen. Genau das macht Fraba so exzellent. Fotos: SUMMER of ENGINEERING www.posital.de 09 Ingenieure arbeiten im Fraba-Forschungs- und Entwicklungs zentrum in Aachen an Verbesserungen der Produkte SUMMER of ENGINEERING 2019 29
