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O+P Fluidtechnik 7-8/2019

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O+P Fluidtechnik 7-8/2019

SENSOREN 02 Die präzise

SENSOREN 02 Die präzise Positionserfassung mit dem Linear-Encoder MAX48 ermöglicht die Regelung der Lenkung von autonom fahrenden, mobilen Arbeitsmaschinen PRODUKTE UND ANWENDUNGEN MAGNETOSTRIKTION: WIRKPRINZIP UND VORTEILE Bei der Magnetostriktion handelt es sich um ein Time-of-flight-Messverfahren. Gemessen wird die Entfernung zwischen zwei Punkten anhand der Laufzeit eines kurzen Stromimpulses und dessen partieller Reflektion innerhalb eines Wellenleiters. Der ausgesendete Stromimpuls erzeugt ein zirkulares Magnetfeld entlang des Wellenleiters. Ein Permanentmagnet an der Zylinderstange ist der Positionsgeber – seine magnetischen Feldlinien verlaufen im rechten Winkel zum Impuls-induzierten Magnetfeld des Wellenleiters des MAX-Sensors. Dort, wo sich beide Magnetfelder überlagern, entsteht durch Magnetostriktion eine mikrometerfeine, elastische Verformung. Diese erzeugt eine mechanische Welle, die zu einem Teil weiter am Wellenleiter entlang läuft und zum anderen Teil zurück zur Basisbaugruppe des MAX „reflektiert“ wird. Beim Eintreffen des Torsionsimpulses erzeugt der Signalwandler aus der magnetostriktiven Welle ein elektrisches Signal. Aus der bekannten Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Welle im Wellenleiter sowie der Zeit zwischen dem Senden des Stromimpulses und der Detektion der zurücklaufenden magnetostriktiven Welle ergibt sich mit einer Auflösung im µm-Bereich die Entfernung des Permamentmagneten und damit die Position des Hydraulikkolbens. Die Technologie der Magnetostriktion bietet für den Einsatz linearer Encoder in hydraulischen Arbeitsmaschinen eine Reihe von Vorteilen. Die Positionsmessung erfolgt absolut: sofort nach dem Anliegen der Bordspannung durch Starten der Arbeitsmaschine ist die exakte Kolbenposition bekannt – eine Referenzfahrt wie bei inkrementellen Sensoren ist nicht erforderlich. Im Arbeitseinsatz erweist sich die Magnetostriktion nicht nur als zuverlässig und verschleißfrei, sondern auch als robust gegen mechanische Beanspruchungen sowie gegen extreme elektrische Einflüsse beispielsweise durch eingestrahlte oder eingekoppelte Störungen im Bordnetz eines Fahrzeuges. DIAGNOSEFUNKTIONALITÄTEN Laut Hersteller ist die Möglichkeit, über das berührungslose Positioniersystem im Hydraulikzylinder eine umfassende Zustandsüberwachung rund um die Arbeitsprozesse mobiler Maschinen durchzuführen, ein Allein stellungsmerkmal in diesem Sensorund Anwendungssegment. Welchem Verschleiß unterliegen Lenkzylinder und Federungssysteme, wann ist der richtige Zeitpunkt zum Warten von Hebe- und Pressenmechaniken an Müllfahrzeugen, welchen Spitzenbelastungen sind die Hydraulikzylinder ausgesetzt, was ist die Ursache eines plötzlichen Ausfalls, wurde die maximal zulässige Öltemperatur eingehalten, wie viele Betriebsstunden weisen Hub-, Schwenk- und Neigezylinder an Teleskopkranen auf? Der MAX48 kann diese Fragen durch seine Diagnosefunktionalitäten beantworten. Der Linear-Encoder zählt Einschaltzyklen und Betriebsstunden, erfasst die Qualität und Konstanz der elektrischen Versorgungsspannung, misst die Temperatur des Hydraulikfluids, addiert die Verfahrwege des Hydraulikzylinders und sammelt diese Daten in einem internen Diagnosespeicher. Damit stehen valide Informationen über den Betriebsstatus, die Auslastung, die Einsatzbedingungen und mögliche Ausfallursachen von Hydraulikzylindern zur Verfügung. Diese tragen entscheidend zu mehr Performance, Verfügbarkeit und Ausfallsicherheit bei. HYDRAULIKZYLINDER WERDEN SMART Mit Linear-Encodern wie dem MAX48 und dem zeitnah verfüg baren, „kleinen Bruder“ MAX30 mit 1,5 m Messbereich halten smarte Sensoren Einzug in die mobile Automation. Sie ermöglichen in dieser Art intelligente Konzepte zur einsatzbegleitenden Fahrzeugüberwachung. Die Hersteller erkennen, dass der Technologiewechsel der MAX-Linear- Encoder zugleich einen Paradigmenwechsel bedeutet, mit dem sie durch den Einsatz smarter Hydraulikzylinder ihre mobilen Arbeitsmaschinen aufwerten sowie am Markt differenzieren und positionieren können. Den Betreibern und Nutzern eröffnen die automatisierungstechnischen Mehrwerte der Linear-Encoder die Möglichkeit, Betriebskosten zu senken und gleichzeitig die Verfügbarkeit und Auslastung ihrer Fahrzeuge zu verbessern. www.sick.com 42 O+P Fluidtechnik 7-8/2019

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