Fachartikel

Wiegand-Sensoren

„Die Grenzen verschieben“

Die Wiegand-Technologie ist eines der Markenzeichen der Fraba Gruppe und in der eigenen Firma Ubito zusammengefasst. Es gibt schon eine Reihe von Einsatzfeldern und Produkten, aber die Beteiligten wollen mehr und vertrauen dem Potenzial ihrer Sensoren. 

Als Fraba-Geschäftsführer Christian Leeser 2013 die gesamten Gerätschaften und Rezepturen zu Wiegand erwarb, war das ein großer Schritt und eine gewagte und immense Investition. Heute ist die Technologie etabliert, wächst kontinuierlich, hat auch schon diverse Produkte hervorgebracht und ist komplett in der eigenen Marke Ubito gebündelt. Das freut Andreas Racke, verantwortlich für Ubito in der EMEA Region, ganz besonders: Wiegand ist eine überragende Technologie, für uns und den Markt. Das hohe Risiko hat sich gelohnt. Wir haben ein enormes Systemwissen angesammelt mit einer Vielzahl von externen Parametern.“ 

Aber Wiegand kann mehr. Der Meinung ist auch Tobias Best. Der Geschäftsführer von Ubito sieht darin eine einzigartige Grundlage für eine Vielzahl von Funktionalitäten. „Wiegand ist sehr wertvoll in Drehgebern und kann Energie ohne Batterie erzeugen. Wir besitzen damit eine Alleinstellung ohne mechanischen Verschleiß, einen ereignisgetriggerten Puls, eine fast unendliche Lebensdauer und Wiegand wirkt konstant über den gesamten Einsatzbereich.“ Die Technologie lässt sich auf die jeweilige Applikation anpassen, wie bei Zählern, Tachometern oder Näherungsschaltern. 

Doch bei Fraba und Ubito denkt man in die Zukunft. Es stehen Projektinvestitionen von insgesamt mehr als 2,5 Mio. Euro im Raum. „Wir wollen die Grenzen von Produktion und Leistung nach vorn verschieben und werden dafür auch intensiv in Marketing- und Machbarkeit investieren. Einen großen Schub haben wir erhalten durch zwei große vom BMBF-geförderte Projekte und die Zusammenarbeit mit Partnern aus der Wissenschaft, wie der FH Aachen und dem Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme (IMMS).“  

Ergänzende Eckpfeiler für die weitere Entwicklung sind laut Best die vollautomatische Montage, weitere NextGen-Produkte, noch mehr Qualität und Konsistenz. Der Geschäftsführer stellt sich die Frage, wie weit Ubito die Performance pushen kann. „Mittlerweile sind wir bei einer Pulsevent-Energie von 10 000 nJ angekommen, diese Skalierung eröffnet viele neue Anwendungsmöglichkeiten.“  

Neue Maschine bringt Fortschritt 

Für Wiegand-Sensoren der nächsten Generation (Modelle CFS/CTS) hat Ubito eine neue Montagemaschine komplett im eigenen Haus entwickelt und gebaut. Es handelt sich um ein vollautomatisiertes Montagesystem, welches auf einem Rundtakttisch mit mehr als zehn Stationen basiert. „So erreichen wir die erforderlichen Kapazitäten, der Bedarf geht in die Millionen“, sagt der technische Leiter Dr. Michael Löken. „Wir versprechen uns zudem Verbesserungen bei Qualität und Konsistenz und die Sicherstellung einer skalierbaren Kapazität an unseren globalen Produktionsstandorten.“  

Ein wichtiges Bauteil in der Wiegand-Welt ist der Harvester. Er erzeugt magnetisch und ereignisgesteuert sehr kleine und garantierte Mengen an Energie. Er bietet einen breiten Bereich bei niedrigen Triggerfrequenzen oder einem Einzelbewegungsereignis. Dass der Wigand Harvester funktioniert, zeigt ein Proof of Concept in der Fensterkontrolle.  

Vielleicht auch deshalb hat ihn der Hersteller als Kernstück für ein neues Produkt erkoren, das System „Wiegand IoT-Node-Kit (Ubito-WINK). „Das Test-Kit mit mehreren Plug-and-play-Sensoren lässt sich wahlweise mit einem PC, WiFi- oder Bluetooth-Netzwerk verbinden – ist ein praktisches Tool für interessierte Partner“, sagt Tobias Best. „So können sie das Potenzial unserer neuen Produkte für ihre Einsätze und Vorgaben austesten. Ubito-WINK ist aus der praktischen Erfahrung mit der Wiegand Energy IoT Lösung entstanden und bietet ein flexibles, modulares Design zur Unterstützung der Produktentwicklung. Wir können mehrere Sender pro Empfänger implementieren.“ 

NextGen bringt Neues hervor 

Und was ist noch vorstellbar? Einiges, denn die NextGen-Initiative von Fraba erstreckt sich auch auf neue Produkte auf Wiegand-Basis. „Wir sehen Möglichkeiten auf zwei Ebenen“, erklärt Tobias Best. „Zum einen planen wir Komponenten wie den Harvester. Ziele sind die Verbesserung der Langlebigkeit sowie die Einsparung und Ernte von Energie.“ Der zweite Ansatz sind IoT-Überwachungsgeräte als System. „So können wir Kabel und Batterien abschaffen, Wartungszyklen effizienter gestalten oder die Digitalisierung von Umwelt- und Leistungsdaten vorantreiben.“ 

Das Portfolio an Wiegand-Produkten wächst. Es geht um Leistungsverbesserungen, neue Funktionalitäten und Spezialisierung. Die meisten Anstrengungen laufen aber auf die Erschließung neuer oder Industrien hinaus.. Ubito-Wink soll dabei helfen, zeitnah echte Praxisanwendungen für die Wiegand-Technologie zu eruieren. Es gibt mehrere vielversprechende Kandidaten.  

Tobias Best: „Wir setzen vor allem auf kabellose Sensorik, im Einzelnen zur Überwachung von Temperatur, Geschwindigkeit und Bewegung, zur Füllstandmessung und Türüberwachung, in der Landwirtschaft oder Medizintechnik, als Näherungsschalter oder Magnetsensoren sowie für Preventive Maintenance oder die Echtzeitlokalisierung.“ Weitere Anwendungsfelder sind Endschalter, intelligente Heimsensoren, Echtzeit-Ortungssysteme oder Lagerhäuser, Zähler oder rollendes Material. 

Eigener Asic bringt Unabhängigkeit 

Ein besonderer Meilenstein für die Zukunftsfähigkeit der gesamten Fraba-Gruppe ist der erste komplett in Eigenregie entwickelte Asic. Er liefert die notwendige Logik für genaue, zuverlässige Zählsysteme inklusive flexiblerer Designs und macht das Unternehmen unabhängiger von Lieferketten und Preisentwicklungen. „Er gibt uns neue Möglichkeiten für Wiegand-Multiturn-Lösungen und ist kompatibel mit vielen Single-Turn-Technologien. Wir verwenden ihn in Ixarc-Drehgebern von Posital und er ist optimiert für den Einsatz mit unseren CFS/CTS-Sensoren.“ Posital will damit seine Position als Technologieführer bei magnetischen Präzisionsgebern untermauern. 

Tobias Best macht sich Gedanken über die weitere Entwicklung: „Wie können wir unsere Technologie an die Ingenieure bringen, wie Vorteile und Eigenschaften vermitteln, wie Limitationen erkennen? Was kann man mit der niedrigen Energie in kürzester Zeit umsetzen? Wir müssen kreative Einsätze suchen, wie zum Beispiel den Single Event in Halbleiterbauelementen.” Es geht um zukunftsrelevante Themen wie Energiebilanz oder die Preisentwicklung. 

Autor: Michael Kleine 

Bilder: Fraba-Ubito 

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