Leseprobe AUTOCAD & Inventor Magazin 2013/04

spezial: sensorik
Wegband-Konzept für mobile Transportsysteme
Härtetest bestanden
Mobile Maschinen unterziehen Wegseil-Sensoren einem
Härtetest. Häufiges Umlenken und große Temperaturschwankungen
bedeuten deren frühen Tod. Deshalb hat
ASM neue Wegband-Sensoren entwickelt, bei denen Seilbruch
kein Thema mehr ist. Von Klaus Manfred Steinich
Sensoren sind kritische Standardkomponenten
in mobilen Hebe- und Transportsystemen.
In Seitenauslegern von Kränen
beispielsweise sorgen sie für die
genaue Positionierung. Der Kranbau erfolgt
unter hohen Sicherheitsanforderungen, die
in Normen wie der DIN EN 12999 geregelt
sind. Damit die Last sicher verteilt wird,
müssen die Seitenausleger entsprechend
der zu hebenden Last weit genug ausfahren.
Die Sensoren sind verantwortlich für
die richtige Position und es ist wichtig, dass
sie absolut genau und ausfallsicher arbeiten.
Ein Versagen kann schlimme Folgen
haben, die kein Kranhersteller verantworten
will.
Die Anforderungen der Entwickler und
Konstrukteure von mobilen Maschinen an
die Sensoren sind deshalb klar definiert:
Präzise Messung unter widrigen Bedingungen,
Toleranz gegenüber maximalen
Beschleunigungswerten, etwa bei Hebevorrichtungen,
ein geringer Platzbedarf
und eine lange Lebensdauer.
ASM-Sensoren sind seit vielen Jahren in
unterschiedlichen Bereichen im Einsatz. Die
Problematik, die sich gerade bei mobilen
Hebe- und Transportmaschinen ergibt, ist
deshalb gut bekannt. Schon lange suchte
man nach einer Lösung für solche Anwendungen,
bei denen Wegseil-Sensoren den
Anforderungen nicht wirklich genügen. Mit
den neuen Wegband-Sensoren steht jetzt
eine Technologie bereit, die die geforderte
Ausfallsicherheit und Präzision liefert. Sie
packt das Problem am Kern, sprich: dem
Messprinzip.
Edelstahlband statt Messseil
Die Sensoren der Positape-Produktreihe
arbeiten mit Wegbändern und unterscheiden
sich damit grundlegend von den bislang
mangels Alternative verwendeten
Messseilen. Statt der dünnen Stahlseile
Vor allem bei mehrfacher Umlenkung
halten Wegbänder
deutlich länger als Seile.
wird der zu messende Weg über die abgezogene
Länge eines 0,08 Millimeter dünnen,
flexiblen Edelstahlbandes bestimmt.
Für die Streckenmessung per Wegband gibt
es mehrere Möglichkeiten: beispielsweise
über eine Wickeltrommel mit zugeordneter
Zähleinrichtung. Auf dem Messband angebrachte
Markierungen, etwa eine gleichmäßige
Lochung, lassen sich erfassen und
in eine Position umrechnen. Mit einer solchen
bandintegralen Kennzeichnung durch
Lochung, Aufwölbung, Verzahnung oder
Bedruckung weist das Band jedoch
abschnittsweise mechanische Veränderungen
auf, wodurch sich der Verschleiß erhöht.
Eine Bandstruktur soll jedoch auch über
längere Zeit und nach einer großen Zahl
von Auf- und Abwicklungen unverändert
aufrechterhalten bleiben. Markierte Bänder
haben folglich nur eine sehr begrenzte
Lebensdauer.
ASM hat sich deshalb für Messbänder
ohne jegliche Markierung entschieden, bei
denen die Position mittels analoger oder
digitaler Drehwinkelgeber so genannter
Encoder bestimmt wird. Zum Einsatz kommen
ausschließlich magnetische Encoder.
Optische Encoder sind für solche Umgebungen
nicht geeignet; da deren Signale in der
Regel auf Codescheiben aufgebracht und
mittels Fotodioden abgelesen werden, können
Staub, Schmutz und Wasser dazwischen
geraten und das Messergebnis verfälschen.
Dadurch ist die Positionssicherheit nicht
mehr gegeben. Denn Sicherheitsanforderungen
im Kranbau beispielsweise würden
solche Sensoren nicht entsprechen.
Magnetische Encoder sind beständig
gegen Schmutzstoffe, Späne, Öl und Wasser
sowie robust gegenüber Schock, Vibration
und Temperaturschwankungen. Die in den
Wegband-Sensoren verwendeten Multiturn-Absolut-Encoder
erfassen Messwerte
selbst dann zuverlässig, wenn in das Gehäuse
Wasserkondensat eindringt, da die Sensorelektronik
komplett vergossen ist.
@Zt:Sensor gleicht Messfehler aus
@L:Die mit der Bandtrommel direkt
gekoppelten Encoder messen den Drehwinkel
der Trommel, die das Messband
lagenweise aufwickelt. Die axiale Wicklung
sorgt für eine kompakte Baugröße, die im
Zusammenhang mit häufigem Umlenken
und kleinen Umlenkrollen gefordert ist.
Kritiker dürften anmerken, dass durch den
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AUTOCAD & Inventor Magazin 4/13