O+P Fluidtechnik 11-12/2020

SENSOREN
Die 2005 von Raul Junker gegründete Allengra GmbH mit
Sitz in Ravenstein entwickelt und produziert Ultraschall-
Durchfluss-Sensoren und unterschiedliche Regelventile
mit integrierten Druck- und Temperatursensoren in Serie
für Unternehmen aus der Heizungs-, Sanitär- und Klimatechnik
sowie für die Pharma-, Lebensmittel- und Reinigungsindustrie. Als
einer der führenden Branchenvertreter der Reinigungsindustrie
arbeitet Kärcher an einer neuen Generation von Bodenreinigungsmaschinen,
die mit intelligenter Technologie ausgestattet sein sollen,
um in Handhabung und Dosierung noch präziser zu sein. Die Entwicklungsabteilung
möchte dazu Durchflussmessung und Regelung
kombinieren und in ein kompaktes Regelventil mit einer Durchflussmessung
ohne bewegte Teile integrieren, damit die Messung
nicht von Verunreinigungen im Wasser beeinflusst wird. Dazu ist
man auf der Suche nach einem Aktuator, in den verschiedene Sensoren
eingebaut sind, die feinste Durchflüsse genauso wie minimale
Druckunterschiede messen können.
Im Unternehmen Allengra findet man schließlich den richtigen
Partner für die Entwicklung eines kleinen, auf Reinigungsmaschinen
zugeschnittenen Aktuators, der die Dosierung der Reinigungslösung
hochgenau regeln soll. Ein Entwurf eines einfachen und
kompakten Sensors mit einem gut evaluierten und getesteten Stellantrieb,
kombiniert mit einem keramischen Ventilregelsystem, hatte
Allengra bereits 2017 vorgestellt.
MESSUNGEN AUF DAS MILLIBAR GENAU
Für eine bestimmte Linie seiner Scheuersaugmaschinen benötigt
Kärcher einen Aktuator mit Ultraschall-Durchflusssensor, der den
Zufluss von Reinigungsmittel hochgenau misst, sodass dieser einfach
zu kontrollieren und einzustellen ist. Ein zusätzlicher Drucksensor
indiziert das Niveau im Frischwassertank, das sich zwischen
0 und 90 cm bewegt. „Die Messung sollte auf einer Skala von 0 bis
90 Millibar erfolgen. Eine anspruchsvolle Aufgabe, die wir mit unserem
Drucksensor jedoch mit Bravour lösen konnten“, so Raul Junker,
Gründer und Inhaber von Allengra.
Als drittes wollte Kärcher bei der Zudosierung der Reinigungsflotte
eine saubere und noch genauere Lösung als in den bisherigen
Bodenreinigungsmaschinen. Dazu muss das Ventil für die Ausbringung
der Reinigungsflotte nicht nur hundertprozentig dicht sein,
sondern auch schnell schließen. Das Regelventil von Allengra
bringt es dabei auf 1,4 Sekunden Verschlusszeit.
Da die Geräte von Kärcher weltweit zum Einsatz kommen, ist
Robustheit aller Bauteile eines der wichtigsten Kriterien. Sukzessive
wurden weitere Mitarbeiter in das Projekt miteinbezogen und die
Latte immer höher gelegt. Durch intensive Tests konnten Allengra
und Kärcher zusammen das Regelventil immer weiter verfeinern.
Mittlerweile befindet sich das Ultraschall-Regelventil im Feldversuch.
Dieses Jahr noch erfolgt die Markteinführung.
LANGZEIT-STABILITÄT UND
MESSGENAUIGKEIT GESICHERT
Das Ultraschall-Regelventil kann mit einer Mediumtemperatur von
5-60 °C und einem Druck von 0 bis 1 bar umgehen. Bei Bedarf lässt
sich der Regler auf 6 bar Betriebsdruck anpassen. Die Kommunikation
erfolgt zum Beispiel über UART, PWM oder einen Impulsausgang.
Die Stromversorgung kann bei Bedarf mit einer Lithium-
Batterie geleistet werden.
Durch den Verzicht auf mechanische bewegte Teile in den
Sensoren beeinflussen keine Schwebeteilchen, Schmutz oder
Sand die Langzeit-Stabilität oder die Genauigkeit der Messung. Im
POINTIERT
VERSCHLUSSZEIT 1,4 SEKUNDEN
MEDIUMTEMPERATUR VON 5-60 °C
STROMVERSORGUNG PER LITHIUM-BATTERIE
MÖGLICH
INDUSTRIE 4.0-FÄHIGKEIT GEPLANT
nächsten Schritt soll eine WLAN- bzw. Bluetooth-Kommunikation
sowie ein CAN-Bus in das Smart-Valve implementiert werden, um
das Produkt für eine Integration in Industrie 4.0- und Automotive-
Umgebungen fit zu machen. Außerdem sollen Toträume zukünftig
eliminiert werden, um hygienischen Anforderungen zu entsprechen,
die den Regler damit auch für die Lebensmittelindustrie
qualifizieren.
DIE DIGITALE ZUKUNFT IM BLICK
Allengra plant für die kommenden Jahre die Entwicklung eines
weiteren Regelventils, das sich nach dem gleichen Prinzip auch
für die Regelung von Gasen einsetzen lässt. Durch die Entwicklungsleistung
in Zusammenarbeit mit Kärcher ist das Smart-Valve
jetzt optimal qualifiziert und bietet Allengra eine solide Basis für
die Weiterentwicklung. Junker fasst zusammen: „Wir haben während
der Entwicklung immer wieder festgestellt: Nicht die Aktoren
sind heute entscheidend, sondern die Sensorik, die in den Aktoren
integriert werden. Mit den Sensoren kommt viel Elektronik
und Regelungstechnik in das Produkt hinein, das macht es skalierbar
und zukunftssicher, also genau das Richtige für eine moderne
IoT-Umgebung.”
Fotos: Allengra
www.allengra.eu
Aktuator mit Ultraschall-
Durchflusssensor für Messungen
im Millibar-Bereich
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