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antriebstechnik 8/2018

antriebstechnik 8/2018

STEUERN UND

STEUERN UND AUTOMATISIEREN Sicher ist sicher Drucksensoren verhindern Schäden an Absetzkippern von Müllfahrzeugen Sensoren zur Positionsüberwachung übernehmen in der Automatisierung hydraulischer Arbeitseinrichtungen wichtige Funktionen. Eingesetzt in Hebevorrichtungen, Landmaschinen oder Müllfahrzeugen erleichtern sie nicht nur die Arbeit des Fahrzeugpersonals – sie sorgen auch für deren Sicherheit und können Schäden an Fahrzeugen verhindern. Das weiß auch ein Anbieter von Absetzkippern aus Dessau-Roßlau. Lesen Sie mehr. Hydraulische Zylinder spielen in verschiedenen industriellen Anwendungen, vor allem jedoch im Bereich der Mobilhydraulik, eine entscheidende Rolle. Sie übernehmen in Erdbewegungs-, Bau-, Bergbau- und Landwirtschaftsmaschinen sowie in Nutzfahrzeugen mit hydraulischen Arbeitseinrichtungen, wie Straßenreinigungsfahrzeugen, Schneeräumfahrzeugen oder Abfallverdichtern, wichtige Funktio- Torsten Fuchs ist Niederlassungsleiter bei der Gefran Deutschland GmbH in Seligenstadt nen. Da speziell in dieser Fahrzeugkategorie ein hoher Automatisierungsgrad die Arbeit des Fahrzeugführers erleichtern und die Sicherheit des Fahrzeugs erhöhen soll, wurden hier die hydraulischen Systeme und Bewegungssteuerungen weiter entwickelt. Nur eine ständige Positionsüberwachung aller bewegten Teile und des hydraulischen Antriebskreislaufs garantieren jederzeit die Sicherheit sich in der Nähe aufhaltender Personen – unabhängig von der Tätigkeit des Bedieners. Überdies gestattet die weitgehende Automatisierung der mechanischen Teile unter Berücksichtigung der Betriebsbedingungen eine Optimierung des Energieverbrauchs. Abfallverdichtungssystem mit hydraulischem Antrieb Abfallverdichter sind vergleichsweise komplexe Fahrzeuge. Die Handhabung und Entleerung der Müllcontainer geschieht automatisch, je nach Fahrzeugtyp allerdings auf unterschiedliche Weise. Doch egal ob Front-, Heck- oder Seitenlader – in jedem Fall müssen die Fahrzeuge in der Lage sein, unterschiedliche Behälterformate sowie mögliche Hindernisse bewerkstelligen zu können. Ist der Müllcontainer in das Fahrzeug entleert worden, findet die Verdichtung des Mülls im Laderaum statt. Die modernsten Fahrzeuge verwenden ein 12 antriebstechnik 8/2018

STEUERN UND AUTOMATISIEREN Abfallverdichtungssystem mit hydraulischem Antrieb. Es nimmt den Abfall auf und presst ihn gegen den zuvor eingesammelten und verdichteten Müll. Dabei verschiebt sich das Gegenschild stückweise. Zum Entleeren des Müllwagens bewegt sich dieses Schild dann in die entgegengesetzte Richtung und befördert so den verdichteten Abfall hinaus. Werden zur Steuerung dieses automatisierten Verdichtungs- und Entleerungsprozesses für die einzelnen Betätigungsphasen Linearsensoren anstelle einfacher Endschalter verwendet, ist eine Optimierung der einzelnen Bewegungen möglich. Ihre Geschwindigkeit lässt sich der erforderlichen Präzision und den Gegebenheiten anpassen. Da Leistung nur dann abgefragt wird, wenn sie gebraucht wird, verlängert sich die Lebensdauer der mechanischen Komponenten und es sinken sowohl Energieverbrauch als auch Wartungskosten. Darüber hinaus gestattet die permanente Bewegungsüberwachung durch Sensoren eine Reduzierung der Risiken für Mensch und Maschine. Sie sorgt dafür, dass der Verdichtungsprozess gestoppt wird, falls die Gefahr besteht, dass Personen verletzt oder sperrige Teile die Maschine beschädigen könnten. Schließlich verdichten moderne Müllfahrzeuge den Abfall während der Fahrt. Drucksensoren für den Überlastschutz Das deutsche Unternehmen Meier-Ratio verwendet den neuesten Drucksensor von Gefran der Serie KS für die Überwachung der Belastung mehrerer Zylinder in ihren Absetzkippern der jüngsten Generation. Erreicht der Druck im Kreislauf den zulässigen Höchstwert, gestattet eine Schutzfunktion des Systems nur noch Bewegungen, die die Gesamtbelastung und damit den Druck im Kreislauf verringern. Der Sensor wird also als Überlastschutz eingesetzt, um Schäden am Absetzkipper zu verhindern. Bei Überschreitung des zulässigen Gesamtgewichts wird der Fahrer durch einen Alarm gewarnt. Die Sensoren der Serie KS zeichnen sich durch ihren einfachen Aufbau und besonders kleine Abmessungen aus. Sie sind stoß- und vibrationsfest und eignen sich für eine Vielzahl hydraulischer sowie pneumatischer Anwendungen. KS-Sensoren arbeiten ohne Füllmedium und besitzen ein Ganzmetallgehäuse aus Edelstahl. Da das Sensorelement komplett mit dem Anschlussnippel verschweißt ist, besteht keine Gefahr der Alterung oder Beschädigung durch aggressive Medien wie bei Gummidichtungen. Die Elektronik der letzten Generation von KS-Sensoren verfügt über Normsignalausgänge in Strom (4– 20 mA) und in Spannung (0–10 VDC). Der erweiterte Temperaturarbeitsbereich von – 40 bis + 125 °C stellt eine optimale Stabilität sicher. Die Bandbreite der Messbereiche ist groß: Sie reicht von 0–1 bis 0–1 000 bar mit einer Mess-Ungenauigkeit kleiner 0,5 % v. Ew. (inkl. Nichtlinearität, Hysterese, Wiederholbarkeit und Nullpunkt- und Endwert-Offset). Linearsensoren sorgen für Präzision 01 Hier fließen alle Informationen zusammen: Die Elektronik verarbeitet alle Signale und leitet sie an die Hydrauliksteuerung weiter 02 Unter der Ladefläche angebracht: Zwei Drucksensoren der Serie KS (rechts oben) Das niederländische Unternehmen Geesink- Norba verwendet die potentiometrischen Linearsensoren der Serie PMI von Gefran zur Überwachung des Verdichters. Aufgrund ihres patentierten Systems für die magnetische Schleifermitnahme bietet diese Lösung in Anbetracht der heiklen Position auf der Pressplatte einen optimalen Schutz. Sie kontrolliert präzise Position und Parallelität und sorgt damit für eine ordnungsgemäße Verdichtung, ohne dass mechanische Bauteile Schaden nehmen. Die Serie PMI erfüllt alle technischen Anforderungen, ist jedoch in der Anschaffung günstiger als hochpräzise, und damit für diese Anwendung überqualifizierten magnetostriktiven Wegaufnehmer. Die potentiometrischen Sensoren sind druckfest gegenüber Arbeitsdrücken bis 250 bar (400 bar Scheitelwert). Das Gehäuse aus Edelstahl AISI 316 und der Ausgang mit PUR-Kabel stellen eine hohe Beständigkeit gegen mechanische Beanspruchungen sicher. Der Wegaufnehmer wird in den Versionen mit Sensorkopf, mit Einbauflansch oder mit Montagegewinde angeboten. Die Wege reichen von 50 bis 1 000 mm. Auch in Sachen Präzision hat dieser Sensor die Nase vorn: So beträgt der maximale Linearitätsfehler 0,05 % vom Endwert und die Wiederholbarkeit liegt im Hundertstel-Millimeter-Bereich. Neben den beschriebenen Drucksensoren und Wegaufnehmern umfasst das Sensorprogramm von Gefran für die Mobilhydraulik auch Winkel-, Neigungs- und Drehsensoren. Eingesetzt in Hebezeugen, landwirtschaftlichen und Erdbewegungsmaschinen sorgen sie für eine sichere Steuerung von Maschinenbewegungen wie Lenkeinschlag und Beschleunigung und stellen die Sicherheit bei Drehung oder Neigung der Maschine sicher. So eignen sich z. B. die kompakten Singleturn-Winkelsensoren der Serien GRA und GRN zur Messung des Drehwinkels von Hebevorrichtungen, des Lenkeinschlags und des Gaspedals von landwirtschaftlichen Maschinen oder des Positionswinkels von Erdbewegungsmaschinen. Sie nutzen dazu die Hall-Technologie, sind mit oder ohne Welle erhältlich und überzeugen durch eine optimale elektromagnetische Verträglichkeit. Die präzisen Neigungssensoren mit einer oder zwei Achsen (XY/360°) sind mit Mems- Technologie ausgerüstet. Sie messen u. a. die Neigung der Fahrzeugachse und des Auslegers bei Hebezeugen sowie die Neigung der Antriebssteuerung oder des Dreipunkt- Krafthebers von landwirtschaftlichen Maschinen. Die einfach oder wahlweise redundant aufgebauten Sensoren verfügen über analoge und digitale Ausgänge. Mit den drei Versionen GIB (Basic Level), GIG (General Purpose) und GIT (Top Level) bietet Gefran für jede betreiberspezifische Anforderung das richtige Leistungsniveau. Der vibrationsfeste potentiometrische Seilzugaufnehmer GSF zeichnet sich durch seine große Robustheit aus. Er ergänzt die Produktreihe der Wegaufnehmer und dient bspw. der Steuerung und Positionsmessung von Teleskopausschub und Stützausleger von Hebevorrichtungen und Erdbewegungsmaschinen. Er eignet sich für einen großen Wegbereich und ist auch in einer redundanten Ausführung erhältlich. Alle Druck-, Dreh-, Linear- und Neigungssensoren sind nach SIL 2 zertifiziert. Für die Winkelsensoren ist die Typgenehmigung E1 beantragt, damit die Sicherheit der Fahrzeuge und Maschinen unter den typischen kritischen Arbeitsbedingungen jederzeit sichergestellt ist. www.gefran.com antriebstechnik 8/2018 13

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