36 AutomationMobile ArbeitsmaschinenLineare Leitplastik-Potentiometer im rauen EinsatzDie faltbare Landmaschinevon Bernd Büttner und Ellen-Christine ReiffAuch bei Nutzfahrzeugen steigt der Automatisierungsgrad stetig. Im Agrar-Bereich stehen Schlagworte wie„Smart Farming“ oder „Precision Farming“ für diese Entwicklung. Eine wichtige Rolle spielen dabei Sensoren,die dem Bordrechner die notwendigen Messwerte liefern, beispielsweise robuste Leitplastik-Potentiometervon Novotechnik für unterschiedliche Positionieraufgaben.Einzelkornsämaschine mit 12 Metern Arbeitsbreite.In modernen Landmaschinen gilt esnicht nur, Wege oder Winkel genau zuerfassen, gleichzeitig ist eine hohe Zuverlässigkeitim rauen Außeneinsatz notwendig.Leitplastik-Potentiometer könnenhier ihre Vorzüge ausspielen. Erfüllensie die obligatorischen Qualitätsanforderungen,sind sie dank ihrer Genauigkeit,Zuverlässigkeit und ihres günstigenPreis-Leistungsverhältnisses praktischohne ernstzunehmende Konkurrenz. Sielassen sich auch an besondere Applikationsgegebenheitenanpassen.Eine solche Applikation ist der Einsatzlinearer Leitplastik-Potentiometer beieiner Einzelkorn-Sämaschine. Obwohlkontaktlose Verfahren heute im Trendliegen, zeigt die Praxis, dass Leitplastik-Potentiometer nach wie vor einen sehrgroßen Marktanteil haben. Oft wird dasArgument der Zuverlässigkeit ins Feldgeführt, um einer kontaktlosen Sensorikgegenüber der potentiometrischen Lösungden Vorrang zu geben. Dank ausgereifterTechnologie erreichen jedochpotentiometrische Weg- und Winkelaufnehmerin geeigneten Applikationeneine Zuverlässigkeit, die kontaktlose Verfahrennicht erreichen. Gerade bei mobilenAnwendungen wissen Anwenderaußerdem den elektronikfreien Aufbaupotentiometrischer Winkelaufnehmer zuschätzen. Weniger Komponenten bedeutenauch heute noch weniger potentielleFehlerquellen, vor allem, wenn es ruppigzugeht. Auch das EMV-unkritische Verhaltenkommt Anwendungen in Nutzfahrzeugenentgegen und im Blick aufihre Lebenserwartung, die bis 100 MillionenZyklen beträgt, punkten qualitativhochwertige Leitplastik-Potentiometer.Die EinzelkornsämaschineDer Sensorikspezialist Novotechnik hatgleich eine ganze Reihe robuster Potentiometerlösungenim Programm. Ein Beispielsind die linearen Wegaufnehmerder Baureihe TX2. Die kompakten Sensorenmit bis zu 300 Millimeter Hub erfüllenserienmäßig die Anforderungender Schutzart IP67 und eignen sich fürden Einsatz bei Umgebungstemperaturenvon -40 bis +85 Grad Celsius (Steckeranschluss)beziehungsweise von -20bis +100 Grad Celsius (Kabelanschluss).Die robuste Bauform mit Metallgehäuse,Metallflanschen und doppelter Schubstangendichtungbietet vielseitige Einsatzmöglichkeitenauch unter widrigenUmgebungsbedingungen, von Schmutz,„Besonders praktisch ist die Befestigungder Sensoren über Gelenkköpfe – schließlichgibt es bei mobilen Anwendungen keinMaschinenbett“,Jörg Fischer, Kverneland Group Soest.4/<strong>2013</strong>
Mobile ArbeitsmaschinenAutomation37Staub und Flüssigkeiten bestimmt. ImAgrarbereich werden die preiswertenWegaufnehmer, die mit einer Auflösungvon besser als 0,01 Millimeter und einerLinearität von bis zu +/- 0,05 Prozent arbeiten,deshalb vielfältig eingesetzt. Außerdemhaben sie bewiesen, dass sie sichauch an sehr anspruchsvolle Applikationenanpassen können:Mit der Optima TFmaxi hat der AgrartechnikspezialistKverneland eine moderneEinzelkornsämaschine mit 12 MeternArbeitsbreite auf den Markt gebracht,mit deren Hilfe sich Saatgut und Düngereffizient und dabei punktgenau imBoden einbringen lassen. Zwischen deneinzelnen Saatkörnern wird gleichzeitigder Dünger platziert, und zwar so, dass erden Keimling während der Wachstumsperiodeoptimal versorgt, das Saatgut jedochnicht verbrennt. Für den Dünger istdie Maschine mit einem zentralen Tankausgerüstet, der 4.000 Liter fasst.Den KlappmechanismusüberwachenDa die Maschine auf dem Weg zu ihremjeweiligen Einsatzort öffentliche Straßenund Wege befahren muss, gilt es, dievon der Straßenverkehrsordnung vorgeschriebeneMaximalbreite von drei Meterneinzuhalten. Dies gelingt mit einemausgeklügelten Klappmechanismus, derdie Segmente der Arbeitsbreite quasi automatischzusammenfaltet. „Das funktioniertso ähnlich wie ein Regenschirm“,erläutert Jörg Fischer, R&D Soest Teamprecision seeders, bei der KvernelandGroup Soest. „Über Hydraulikzylinder lassensich die Segmente dann vom Bedienerper Knopfdruck in Fahr- oder Arbeitspositionbringen.“Den reibungslosen Ablauf des Aus- undEinklappens überwacht der Bordrechner.Um die Bewegungen der Segmente zusteuern und zu überwachen, müssen ihreKverneland Group, Werk SoestDie Kverneland Group ist in derEntwicklung, Produktion und dem Vertriebvon Landmaschinen tätig. In derKverneland Group ist das Soester Werkdas Kompetenzzentrum für Sätechnik.Durch intensive Forschungs- undEntwicklungsarbeit hat die KvernelandGroup Soest GmbH viele Innovationenauf den Markt gebracht und erwirtschaftetheute einen jährlichen Umsatzvon mehr als 70 Millionen Euro.jeweilige Position und die Verfahrwegebekannt sein. Hier kommen die oben bereitserwähnten linearen Leitplastik-Potentiometerins Spiel. Sieben dieser Sensorensind in der Maschine verbaut. Siesind in der Nähe der für den Klappmechanismusrelevanten Drehpunkte montiert.Ihre Messwerte liefern sie dem Bordrechnerals wegproportionale Analogsignale,anhand derer dieser die Klappvorgängesteuert.Der Klappmechanismus reduziert die Maschinenbreite aufdrei Meter, damit dürfen öffentliche Wege und Straßenbefahren werden.Die kompakten Sensoren mit 300 Millimeter Hub erfüllenserienmäßig die Anforderungen der Schutzart IP 67. Derzieharmonikaartige Faltenbalg aus Dünge- und reinigungsmittelbeständigenKunststoff schützt vor Ablagerungen.Sieben lineare Leitplastik-Potentiometer sind in der Maschineverbaut. Sie sind in der Nähe der für den Klappmechanismusrelevanten Drehpunkte montiert.Bilder: Novotechnik/KvernelandGelenkkopf und Faltenbalg„Besonders praktisch erwies sich die Befestigungsmöglichkeitder Sensoren überGelenkköpfe“, fährt Fischer fort, schließlichgibt es bei mobilen Anwendungenkein Maschinenbett.“ Stattdessen kannman die Sensoren an zwei Punkten befestigen;die spielarmen Gelenkköpfeerlauben dabei eine Winkelfreiheit biszu 12,5 Grad. Für den elektrischen Anschlusssorgt eine metallische PG-Kabelverschraubung.Für den Einsatz an der Sämaschineerwies sich allerdings die serienmäßigeSchutzart IP67 als nicht ausreichend.Die Maschinenreinigung nach dem Einsatzwar zwar problemlos möglich, unddie Sensoren blieben dank der langlebigenDichtungen dicht und funktionsfähig„Schmutz- und Düngerablagerungenauf der Schubstange waren allerdings kritisch“,erklärt Fischer. Abhilfe brachte einevergleichsweise einfache, dennoch abersehr effektive Modifikation. Ein zieharmonikaartigerFaltenbalg aus einem gegenDünger- und Reinigungsmittel beständigemKunststoffmaterial sorgt jetzt für dennotwendigen Schutz. Auch bei tiefen Temperaturenwird das Material nicht sprödeund schützt so zuverlässig die Schubstangevor Ablagerungen. Der Balg wird dazudem Potentiometer übergestülpt und anseinen Bünden mit Kabelbinder befestigt.Für die notwendige Entlüftung sorgt einean einer Stelle des Gummibundes eingelegteGummischnur. Der dadurch entstehendekleine Entlüftungsschlitz wird soplatziert, dass praktisch keine Feuchtigkeiteindringen kann.„Diese Lösung hat sich im Arbeitsalltagmittlerweile gut bewährt“, freut sich Fischer.Potentiometer beweisen damiteinmal mehr, dass es gerade für den Einsatzim mobilen Bereich kaum eine Alternativegibt, vor allem, wenn man dasPreis-Leistungsverhältnis berücksichtigt.Aber auch in vielen industriellen Anwendungenstellen die robusten Wegaufnehmerihre Zuverlässigkeit unter Beweis.Weitere Anschluss- und Befestigungsmöglichkeitensorgen auch hier für guteAnpassungsmöglichkeiten an die jeweiligenApplikationserfordernisse. jbiDipl.-Ing. Bernd Büttner ist ProduktmanagerWegaufnehmer bei Novotechnik ist Ostfildern.M.A. Ellen-Christine Reiff arbeitet beim RedaktionsbüroStutensee.4/<strong>2013</strong>