»Bauform ist kein Selbstzweck«

Interview – Pepperl + Fuchs-Geschäftsführer Dr. Peter Adolphs über die Geschichte des Näherungsschalters

10. September 2008

Der induktive Näherungsschalter ist eine Erfindung von Pepperl + Fuchs, die jetzt 50 Jahre zurückliegt. Wie begann das berührungslose Schalten?

Dr. Peter Adolphs: Wie viele bahnbrechende Erfindungen war auch der induktive Näherungsschalter nicht das Resultat einer strategischen Produktplanung, sondern die Lösung eines Kundenproblems. Pepperl + Fuchs lieferte damals an die BASF ein Magnetverstärker- Relais, das im Zusammenspiel mit mechanischen Schaltern benutzt wurde. Bedingt durch die geringen Schaltströme in der Zündschutzart ›Eigensicherheit‹ kam es allerdings zu einem raschen Verschleiß der Schalter. Auf dieses Problem angesprochen, konnte Walter Pepperl mit seinen Kenntnissen der Radiotechnik mit dem Näherungsschalter einen berührungslosen und damit verschleißfreien Schalter als Lösung anbieten. Damit war das Geschäft bei der BASF gesichert. Dass dies gleichzeitig die Geburtsstunde als Standardbauteil der Automatisierungstechnik war, ahnte damals wohl noch niemand.

Wie lange brauchte es, bis auch andere Hersteller davon profitiert haben?

Wenn man in die Chroniken der damaligen Zeit hineinschaut, dann erkennt man, dass sich Informationen über neue Technologien nicht so schnell über die Welt verbreiteten, sondern dass andere Firmen durch eigene Entwicklungen zu ähnlichen Lösungen kamen. So wissen wir, dass ein japanischer Wettbewerber 1960 ohne Kenntnis der Lösung von Walter Pepperl ein vergleichbares Produkt entwickelte. Innerhalb der 1960er-Jahre etablierten sich aber auch in Deutschland mehrere Hersteller von Näherungsschaltern. Leider war der Versuch, das Prinzip zu patentieren, aufgrund der wissenschaftlichen Vorveröffentlichung gescheitert.

Wie hat Pepperl + Fuchs die eigene Erfindung weiterentwickelt?

Dies war und ist ein kontinuierlicher Verbesserungsprozess. Erfahrungen und neue Anforderungen aus dem Markt wurden in die Entwicklung hineingetragen und in neue Produkte umgesetzt. Dabei ist zu beachten, dass 1958 auch die Halbleiter-Elektronik noch ganz am Anfang stand und neue Bauteile erst nach und nach auf den Markt kamen, die eine Verbesserung des Näherungsschalters ermöglichten. Als roter Faden durch die Entwicklung zieht sich jedoch die grundlegende Idee, mit dem elektronischen Schalter den mechanischen zu ersetzen. Diese Überlegung stand schon beim ersten Schalter Pate, und in der weiteren Entwicklung wurde immer wieder versucht, Standardbauformen der mechanischen Schalter, etwa Rollenhebelschalter oder auch der Micro-Switch, durch montagekompatible Näherungsschalter zu ersetzen. Das ist sicher ein wichtiger Grund für die Bauformvielfalt am Markt. Zudem ist zu beachten, dass Näherungsschalter überall dort in der Maschine montiert sind, wo sich etwas bewegt. Dort hat man mit allerlei widrigen Umwelteinflüssen zu kämpfen, wie Temperatur, Feuchtigkeit und mechanische Belastungen, die auch immer wieder zu neuen Mitgliedern der Produktfamilie geführt haben.

Die alten und neuen Näherungsschalter gleichen sich in ihrer Form ziemlich. Sind Sensorhersteller Traditionalisten, oder fällt ihnen nichts ein?

Die Bauform des Näherungsschalters ist nicht Selbstzweck, sondern durch die mechanischen Randbedingungen der Maschine vorgegeben. Ob Kompatibilität zum mechanischen Pendant oder einfach verfügbarer Bauraum an dieser Position der Maschine: Nicht wir ›erfinden‹ die Bauform, sondern indirekt der Maschinenbauer. Insofern sind die gestaltungstechnischen Möglichkeiten eingeschränkt. Dennoch versuchen wir natürlich immer wieder, die Produkte durch funktionales Industriedesign ansprechend zu gestalten. Die aktuelle Version des Klassikers Varikont von Pepperl + Fuchs ist dazu sicher ein gutes Beispiel.

Zwanzig Jahre nach dem ersten Näherungsschalter kommt Varikont auf den Markt. Was war das Besondere an dieser Entwicklung?

Das Besondere war die konsequente Kompatibilität zum Rollenhebelschalter. Mit der umsetzbaren aktiven Sensorfläche konnten alle Einsatzfälle des mechanischen Schalters nachgestellt werden. Eine vollkommene Kompatibilität bei fast unendlicher Lebensdauer auch bei sehr häufiger Betätigung war damit erreicht.

Vom neuen Varikont heißt es in Ihrer Kampagne »a level higher«. Was verstehen Sie darunter?

Der Varikont hatte für unser Haus schon immer einen großen Stellenwert. Diese Sensorbauform wurde maßgeblich durch Pepperl + Fuchs geprägt. Insofern war es immer unser Ansporn, ein Produkt zu liefern, das in seinen Eigenschaften den Wettbewerbsprodukten eine Nasenlänge voraus ist. Wir denken, das ist auch mit dem aktuellen Produkt gut gelungen. Die Rundum-Sicht auf die LEDs, der Temperaturbereich bis 85 Grad und die kinderleichte Umsetzung der Sensorfläche in andere Richtungen sind nur einige Features, die das Gerät positiv zum Wettbewerb abgrenzen.

Wie sehen die Kunden diese Neuheit? Haben Sie zur Motek bereits Anwendungen?

Die Anwendungen des Varikont haben sich im Laufe der Zeit nicht wesentlich verändert. Jedoch verspüren wir eine außerordentlich positive Reaktion unserer Kunden auf die verbesserten Produktmerkmale. Insofern wird der Umstieg auf die neue Bauform vermutlich sehr schnell vom Markt akzeptiert werden.

Der erste Näherungsschalter war eine kundenspezifische Entwicklung. Wie sehr entwickeln Sie noch heute kundenspezifisch?

Das Sensorgeschäft lebt von der Bereitschaft des Lieferanten, auf die individuellen Wünsche des Kunden einzugehen. Meines Erachtens ist das der Grund dafür, warum gerade mittelständisch geprägte Unternehmen in diesem Geschäft so erfolgreich sind. Wer als Sensorhersteller mit seinen Designs nicht auf die Randbedingungen eingehen kann, die der Maschinenbau vorgibt, hat nur geringe Erfolgschancen. Deshalb wird unser Geschäft auch in Zukunft durch die Bereitschaft zu kundenspezifischen Lösungen geprägt sein.

Besteht die Chance, dass daraus einmal neue Standards entstehen?

Aus Anwendersicht ist die Normung der Gehäusebauformen und technischen Parameter ein ganz großer Vorteil, den die Hersteller der optischen Schalter niemals bieten konnten. Damit ist der Wechsel des Anbieters besonders einfach. Ich gehe davon aus, dass diese Standards noch lange Bestand haben werden. Allerdings haben sich die Schaltabstände in den letzten Jahren bei allen Anbietern deutlich erhöht, sodass der Norm-Schaltabstand inzwischen kaum noch gefragt ist. Dies ist sicherlich ein Beispiel für einen neuen Standard. Die ganz große Revolution ist beim Näherungsschalter in dieser Richtung aber nicht zu erwarten.

Wann, denken Sie, wird auch der Näherungsschalter nur noch Technikgeschichte sein?

Selbstverständlich sind eine Fülle von physikalischen Prinzipien in der Automatisierungstechnik gebräuchlich, die auch in der einen oder anderen Anwendung den Näherungsschalter verdrängen werden. Mir ist jedoch derzeit kein Prinzip bekannt, das zu besseren Kosten eine vergleichbare Funktionalität bei gleichzeitig ausgezeichneter Robustheit bietet. Solange dies so bleibt, wird der Näherungsschalter ein wichtiges Element in der Automatisierungstechnik bleiben.

Wie lange wird noch geschaltet? Wie sieht der Schalter der Zukunft aus?

Die binäre Abfrage einer Position wird immer eine wichtige Grundfunktion in der Automatisierung sein. Allerdings wird zunehmend zur genaueren Positionierung eine analoge Abfrage den Näherungsschalter im klassischen Sinne ersetzen. Mit unserer analogen Baureihe PMI haben wir aber gezeigt, dass dies durchaus mit der Technologie des Herrn Pepperl, ergänzt um intelligente Mikrocontroller- Auswertung, möglich ist. Damit behalte ich alle Vorteile des bewährten Bauteils und schaffe zusätzliche Möglichkeiten. Ein schönes Beispiel dafür, dass sich der Näherungsschalter auch nach einem halben Jahrhundert immer wieder neu erfindet.

Die Fragen stellte Peter Schäfer

Fakten

- Die Pepperl + Fuchs GmbH in Mannheim ist ein Pionier bei der Entwicklung des induktiven Näherungsschalters.

- Das Unternehmen ist ein führender Hersteller von Sensoren für die Fabrikautomation und von Explosionsschutzlösungen für die Prozessindustrie.

- Die jüngste Entwicklung ist die neue Version des bewährten Näherungsschalters Varikont in Schutzart IP 69K.

Erschienen in Ausgabe: 06/2008