Produktinformation

ECI 4090 S
Absoluter Drehgeber
mit 180 mm Hohlwelle
und DRIVE-CLiQ-Schnittstelle
für sicherheitsgerichtete­Anwendungen
Firmware 1504/2024

ECI 4090 SDrehgeber für absolute Positionswerte mit sicherer Singleturn-Information• Robustes induktives Abtastprinzip• Durchgehende Hohlwelle ¬ 180 mm• Bestehend aus Abtasteinheit und Teilungstrommel

Ansicht mit
Kundenseite 

Kundenseitige Anschlussmaße = Lagerung Kundenwelle
M1 = Messpunkt Arbeitstemperatur
M2 = Messpunkt Vibration an Abtasteinheit
1 = Markierung der 0°-Position ±5°2 = Nut für Passfeder DIN 6885-A 10 x 8 x 20
3 = Passfeder DIN 6885-A 10 x 8 x 20
4 =	Maximal zulässige axiale Abweichung zwischen Wellenanlage und Flanschanlage.
Ausgleich von Montagetoleranzen und thermischer Ausdehnung. Dynamische Bewegung im gesamten Bereich zulässig.
5 =	Befestigungsschrauben: ISO 4762 – M4 x 25 – 8.8. Anzugsmoment 2.2 Nm ±0.13 Nm. Für die Schraubverbindung ist eine geeignete Losdrehsicherung
zu verwenden (z.B. Schraube mit stoffschlüssiger Losdrehsicherung, ISO 4762 – M4 x 25 – 8.8 MKL nach DIN 267-27, ID 202264-88).
6 = Erforderlicher Einbauraum mit geschlossenem Gehäusedeckel
7 = Erforderlicher Einbauraum zum Öffnen des Gehäusedeckels
8 = Koaxialität Statoraufnahme
9 = Fase am Gewindeanfang obligatorisch für stoffschlüssige Losdrehsicherung
10 = Auflagefläche Stator
11 = Auflagefläche Rotor
12 = Drehrichtung der Welle für steigende Positionswerte
13 = In diesem Bereich ist die vollflächige Auflage der Abtasteinheit nicht zwingend erforderlich.

2Produktinformation ECI 4090 S   04/2024

Technische Daten

ECI 4090 S – Singleturn

Funktionale Sicherheit
für Anwendungen bis

Als Eingebersystem für Überwachungs- und Regelkreisfunktionen• SIL 2 nach EN 61508 (weitere Prüfgrundlage: IEC 61800-5-3)• Kategorie 3, PL d nach EN ISO 13849-1:2015
Sicher im Singleturn-BereichPFH1)

SIL 2:  27 · 10–9 (Wahrscheinlichkeit eines gefahrbringenden Ausfalls pro Stunde)Sichere Position2)

Gerät: ±0,44° (sicherheitsrelevanter Messschritt: SM = 0,176°)
mechanische Ankopplung: ±0,5° (Fehlerausschluss für das Lösen von Abtasteinheit AE und­Teilungstrommel TTR, ausgelegt für Beschleunigungen an AE:  400 m/s2; an TTR:  600 m/s2)

Schnittstelle

DRIVE-CLiQ

Bestellbezeichnung

DQ01

Firmware01.32.27.15

SINAMICS, SIMOTION3) V4.6 HF3SINUMERIK mit Safety3)

 V4.7 SP1 HF1SINUMERIK ohne Safety3)

 V4.5 SP2 HF4Positionswerte/U

1 048 576 (20 bit)

Rechenzeit TIME_MAX_ACTVAL4)

 11 µs

Systemgenauigkeit±40”

Elektrischer Anschluss

Platinenstecker 15-polig (mit Anschluss für externen Temperatursensor5))

Kabellänge6)

 40 m (siehe Beschreibung im Prospekt Schnittstellen von HEIDENHAIN-Messgeräten)Versorgungsspannung

DC 24 V (10 V bis 28,8 V); bis 36 V möglich, ohne Beeinträchtigung der Funktionalen Sicherheit

Leistungsaufnahme7) (maximal)bei 10 V:  1100 mW; bei 28,8 V:  1250 mW

Stromaufnahme (typisch)bei 24 V: 40 mA (ohne Last)

Welledurchgehende Hohlwelle ¬ 180 mm (mit Passfedernut)

Drehzahl

 6000 min–1

Trägheitsmoment Rotor

3,1 · 10–3 kgm2 (ohne Schrauben, ohne Passfeder)

Winkelbeschleunigung Rotor

 2 · 104 rad/s2

Axialbewegung Antriebswelle ±1,5 mm1)

Einsatzhöhe ≤ 1000 m über NN	Nach Positionswertvergleich können in der nachfolgenden Elektronik weitere Toleranzen auftreten (Hersteller der nachfolgenden­Elektronik kontaktieren)3)	Information von Siemens gemäß Dokument „Zertifizierte Geber mit DRIVE-CLiQ-Abhängigkeiten zu SIMOTION/SINUMERIK und­SINAMICS HW- und SW-Versionen“ (Stand 04/2019)4)	Die Rechenzeit TIME_MAX_ACTVAL gibt an, nach welcher Zeit innerhalb des Stromreglertaktes ein Datenaustausch vom Messgerät
zur Steuerung beginnen kann.
5)
Siehe Temperaturmessung in Motoren im Prospekt Messgeräte für elektrische Antriebe.
6)
Bei Ausgangskabellänge (innerhalb Motor) ≤ 1 m
7)
Siehe Allgemeine elektrische Hinweise im Prospekt Schnittstellen von HEIDENHAIN-Messgeräten.

2)

DRIVE-CLiQ ist eine geschützte Marke der Siemens AG.

Produktinformation ECI 4090 S   04/2024

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MontageTechnische Daten

ECI 4090 S – Singleturn8)22

Vibration 55 Hz bis 2000 HzSchock 6 ms

Abtasteinheit AE:  400 m/s ; Teilungstrommel TTR:  600 m/s (EN 60068-2-6)
 2000 m/s2 (EN 60068-2-27)

Arbeitstemperatur–40 °C bis 100 °C (am Messpunkt und an der gesamten Teilungstrommel)

Die Teilungstrommel des Drehgebers wird
auf den Zentrierbund der Antriebswelle­geschoben und befestigt. Der statorseitige
Anbau erfolgt über einen äußeren Zentrierdurchmesser. Es sind jeweils Schrauben
mit stoffschlüssiger Losdrehsicherung zu­verwenden (siehe Montagezubehör).

Ansprechschwelle Fehlermeldung 120 °C (Messgenauigkeit des internen Temperatursensors: ±1 K)
Temperaturüberschreitung
Relative Luftfeuchte

 93 % (40 °C/21 d gemäß EN 60068-2-78); Kondensation ausgeschlossen

Schutzart EN 60529

Komplettgerät im angebauten Zustand: IP209); Abtasteinheit AE: IP40 (siehe Isolation unter­Elektrische Sicherheit im Prospekt Schnittstellen von HEIDENHAIN-Messgeräten)

Masse

Abtasteinheit AE: ≈ 0,39 kg; Teilungstrommel TTR: ≈ 0,33 kg

Identnummer

Abtasteinheit AE ECI4090S: ID 1087527-048)
9)

Teilungstrommel TTR EXI4000: ID 1113606-02

Abtasteinheit AE: 10 Hz bis 55 Hz wegkonstant 6,5 mm peak to peak; TTR: 10 Hz bis 55 Hz wegkonstant 10 mm peak to peak
In der Anwendung muss das Gerät vor abrasiven und schädlichen Medien geschützt sein. Bei Bedarf geeignete Kapselung verwenden.

Für die Auslegung des Fehlerausschlusses
für Funktionale Sicherheit wird von folgenden
Werkstoffeigenschaften und Bedingungenfür die kundenseitigen Montageflächen ausgegangen. Dabei sind alle vier möglichen
Materialkombinationen für den Kunden­
stator und -rotor zulässig.
MaterialAluminium

aushärtbare Aluminium- Stahl
Knetlegierung

unlegierter­VergütungstahlZugfestigkeit Rm≥ 220 N/mm2≥ 600 N/mm2

Dehngrenze Rp,0,2 bzw.
Streckgrenze Re–≥ 400 N/mm2

Scherfestigkeit τa≥ 130 N/mm2≥ 390 N/mm2

Grenzflächenpressung PG≥ 250 N/mm2≥ 660 N/mm2

Elastizitätsmodul E (bei 20 °C)

70 kN/mm2 bis 75 kN/mm2

200 kN/mm2 bis 215 kN/mm2

Wärmeausdehnungskoeffizient
atherm (bei 20 °C)≤ 25 · 10

Oberflächenrauheit RZ≤ 16 µm

Reibwerte

Montageflächen müssen sauber und fettfrei sein. Schrauben von HEIDENHAIN im Anlieferzustandverwenden.

Anzugsverfahren

Signalgebendes Drehmoment-Schraubwerkzeug nach DIN EN ISO 6789 verwenden;
Genauigkeit ±6 %Montagetemperatur

15 °C bis 35 °C–6

K–1

10 · 10–6 K–1 bis 17 · 10–6 K–1

Berührungsschutz (EN 60529)
Drehende Teile sind nach erfolgtem Anbau gegen unbeabsichtigtes Berühren im Betrieb
ausreichend zu schützen.

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Produktinformation ECI 4090 S   04/2024

Produktinformation ECI 4090 S   04/2024

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Elektrische AnforderungenMontagezubehör

Darstellung der Ein-/AusschaltbedingungenSchrauben
Schrauben sind nicht im Lieferumfang enthalten und können separat bestellt werden.
Schrauben

Befestigungsschrauben
für Stator und Rotor

ISO 4762-M4×25-8.8-MKL

Aus

Ein­
schalten

Hochlauf

Losgröße

Betriebsbereit

36 V (ohne Beeinträchtigung
der Funktionalen Sicherheit)

ID 202264-88 60 oder
300 Stück

Mit Beschichtung für stoffschlüssige Losdrehsicherung

typ. 15 s28,8 VUP1)

Aus­
schalten(am Messgerät)

1)

ECI 4090 SBetrieb

Bitte beachten Sie die Hinweise zu den Schrauben von HEIDENHAIN im Prospekt Messgeräte für elektrische Antriebe, Kapitel Allgemeine mechanische Hinweise unter Schrauben
mit stoffschlüssiger Losdrehsicherung.

UP min.

Passfeder
Die Passfeder ist nicht im Lieferumfang enthalten.
Montagehilfe
Zur Vermeidung von Kabelbeschädigungen die Montagehilfe zum Anstecken und Abziehen
der Kabelbaugruppe verwenden. Die Abziehkraft darf nur am Stecker und nicht an den
Adern wirken.

dU > 50 V
dts

dU <−50 Vs
dtt> 100 ms
Uaus < 2 V

ID 1075573-01
Weitere Montagehinweise und Montagehilfen siehe Montageanleitung und ProspektMessgeräte für elektrische Antriebe.

Integrierte Temperaturauswertung

Diese Drehgeber verfügen über einen, inder Messgeräte-Elektronik integrierten,­internen Temperatursensor und eine Auswerteschaltung für einen externen Temperatursensor. In beiden Fällen wird der jewei­
lige digitalisierte Temperaturwert rein seriellüber die DRIVE-CLiQ-Schnittstelle übertragen. Es ist zu beachten, dass die Tempe­
raturerfassung und die Übertragung desTemperaturwerts nicht sicher im Sinne derFunktionalen Sicherheit erfolgt.
Die durch den internen Temperatursensor
gemessene Temperatur liegt um einen­geräte- und applikationsspezifischen Betraghöher als die Temperatur, die sich am­Messpunkt M1 gemäß Anschlussmaßzeichnung einstellt.

Die Drehgeber geben bei Erreichen einer
Schaltschwelle für die interne Temperatur
die Fehlermeldung „Alarm 135“ aus. Diese
Schaltschwelle ist geräteabhängig und inden technischen Daten angegeben.
Es wird empfohlen im Betrieb einen ausreichenden Abstand zu dieser Schaltschwelle
einzuhalten. Maßgeblich für den bestimmungsgemäßen Gebrauch der Messgeräteist die Einhaltung der auf den Messpunkt M1
bezogenen Arbeitstemperatur.
Temperaturmessung in Motoren
Um den Motor vor Überlast zu schützen,baut der Motorhersteller in aller Regel­einen Temperatursensor in der Nähe derMotorwicklung ein. Hierzu ist der PT 1000
oder alternativ z. B. der Halbleitersensor
KTY 84-130 zu verwenden.

Dabei gelten für den PT 1000 folgende
Werte für die Genauigkeit der Auswerteschaltung:±6 K bei –40 °C bis 80 °C±4 K bei 80,1 °C bis 160 °C±6 K bei 160,1 °C bis 200 °CFür den Halbleitersensor KTY 84-130 gelten
folgende Werte für die Genauigkeit derAuswerteschaltung:±6 K bei –40 °C bis 80 °C±3 K bei 80,1 °C bis 160 °C±6 K bei 160,1 °C bis 200 °C
Die Übertragung der Temperaturwerte erfolgt über das DRIVE-CLiQ-Protokoll.
Der verwendete Temperatursensor ist überden Parameter 601 in der Konfigurationssoftware (z.B. Starter) des Antriebs einstellbar.

DRIVE-CLiQ ist eine geschützte Marke der Siemens AG.

6Produktinformation ECI 4090 S   04/2024

Produktinformation ECI 4090 S   04/2024

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Online-Diagnose und Firmware-Version

Zur Bewertung der Funktionalität einesMessgeräts können Bewertungszahlen­zyklisch aus dem Messgerät ausgelesen
werden. Die Bewertungszahlen geben den
aktuellen Zustand des Messgeräts wieder
und bestimmen die Funktionsreserven­eines Messgeräts. Diese Funktionsreserven
werden auch über die DRIVE-CLiQ-Schnittstelle übertragen und können in der übergeordneten Steuerung angezeigt werden.
Weitere Informationen erhalten Sie auf­Anfrage bei HEIDENHAIN.

Elektrischer Anschluss – BelegungAnschlussbelegung ECIDie Firmware-Version kann über den
DRIVE-CLiQ-Parameter „Act_FW_Version“(Index 0) ausgelesen werden. Entscheidend sind die beiden letzten Stellen desangezeigten Werts.

Kupplung M12,8-polig

Winkeldose
M23, 9-polig

Platinenstecker,15-polig

Spannungsversorgung

1)

Serielle Datenübertragung

Sonstige Signale

M12

8251

3

4

76//

M23

374

8

56

12//

15

13

11

14

12

7

8

9

10

5

6

––0V

UP

RXP

RXN

TXP

TXN

T+2)

T–2)

braun/grün

blau

weiß/grün

weißgraurosaviolett

gelb

braun

grün1)

Nur bei motorinternen Ausgangskabeln	Anschlüsse für externen Temperatursensor (abhängig von motorinternem Ausgangskabel; siehe Temperaturmessung in Motoren im
Prospekt Messgeräte für elektrische Antriebe)

2)Kabelschirm mit Gehäuse verbunden; UP = Spannungsversorgung
Hinweis für sicherheitsgerichtete Anwendungen: Nur komplett verdrahtete DRIVE-CLiQ-Kabel von HEIDENHAIN oder Siemens­verwenden, die entsprechend qualifiziert sind. Kabel erst nach Rücksprache mit HEIDENHAIN,Traunreut ändern oder konfektionieren!
Nichtverwendete Pins oder Adern dürfen nicht belegt werden!

8Produktinformation ECI 4090 S   04/2024

Produktinformation ECI 4090 S   04/2024

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Elektrischer Anschluss

Kabel
Motorinterne Ausgangskabel EPG ¬ 3,7 mm; 2(2 x 0,06) + (4 x 0,06) mm2; AV = 0,06 mm2 mit Schirmcrimpung ¬ 4,3 mm
mit Platinenstecker, 15-polig undWinkelflanschdose M23, SpeedTEC, Stift,­9-polig; Adern für Temperatursensor1)

ID 1125403-N32); Länge 0,3 m

mit Platinenstecker, 15-polig undWinkelflanschdose M23, SpeedTEC, Stift,­9-polig

ID 1125408-N3 ; Länge 0,3 m

mit Platinenstecker, 15-polig undKupplung M12, Stift, 8-polig

ID 1160559-01 ; Länge 1 m2)

3)

1)

Die elektromagnetische Verträglichkeit muss im Gesamtsystem sichergestellt werden.
Arbeitstemperaturbereich (bedingt): –20 °C bis 120 °C
3)Arbeitstemperaturbereich (bedingt): –40 °C bis 85 °C
2)Verbindungskabel PUR  6,8 mm; 2(2 x 0,17 mm2) + (2 x 0,24 mm2); AV = 0,24 mm2
mit Stecker M12, Buchse, 8-polig undKupplung M12, Stift, 8-polig

ID 822504-xxmit Stecker M12, Buchse, 8-polig undStecker RJ45 (IP67)

ID 1094652-xx

mit Stecker M12, Buchse, 8-polig undStecker RJ45 (IP20)

ID 1093042-xx

mit Stecker M23, SpeedTEC, Buchse, 9-polig
und Stecker RJ45 (IP20)

ID 1121546-xx

mit Stecker M23, SpeedTEC, Buchse, 9-polig
und Kupplung M12, Stift, 8-polig

ID 1121536-xx

AV: Querschnitt der Versorgungsadern
Ausgangskabel benötigen ggf. eine Zugentlastung des Kabels. Bei Kabellängen > 0,5 m immer eine Zugentlastung vorsehen.

SpeedTEC ist eine eingetragene Marke der Fa. Intercontec Pfeiffer Industriesteckverbindungen GmbH.
DRIVE-CLiQ ist eine geschützte Marke der Siemens AG.

DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH
Dr.-Johannes-Heidenhain-Straße 583301 Traunreut, Germany +49 8669 31-0
 +49 8669 32-5061
info@heidenhain.dewww.heidenhain.com

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Mit Erscheinen dieser Produktinformation verlieren alle vorherigen Ausgaben ihre
­Gültigkeit. Für Bestellungen bei HEIDENHAIN ist immer die zum Vertragsabschluss­aktuelle Fassung der Produktinformation maßgebend.
Weitere Informationen:
Für die bestimmungsgemäße Verwendung sind die Angaben in folgenden Dokumenten
einzuhalten:• Prospekt Messgeräte für elektrische Antriebe
ID 208922-xx• Prospekt Kabel und Steckerverbinder
ID 1206103-xx• Montageanleitung AE ECI4090SID 1214406-xx• Montageanleitung TTR EXI4000
ID 1214404-xx• Prospekt Schnittstellen von HEIDENHAIN-Messgeräten
ID 1078628-xx