Fit fürs Freiland

Mobile Power

Automatisierung – Mobile Anwendungen stellen besondere Ansprüche an alle Komponenten. Speziell entwickelte robuste Sensoren mit unterschiedlichen Wirkprinzipien erschließen dabei verschiedenste Aufgabenstellungen.

22. August 2014

Ein Kennzeichen von mobilen Maschinen und Nutzfahrzeugen, wie zum Beispiel Krane, Bagger oder Containerstapler, sind die besonders rauen Umgebungsbedingungen im Outdoor-Einsatz. Sämtliche Komponenten müssen deshalb besonders robust ausgeführt sein. In hohem Maße gilt dies auch für die in den Nutzfahrzeugen verbauten Sensoren, die im Einsatz unter anderem häufig direkt mit aggressiven Medien wie Wasser, Öl, Teer oder Baustoffen konfrontiert sind. Der Sensorikspezialist Pepperl + Fuchs aus Mannheim hat deshalb zahlreiche Produkte speziell für den mobilen Einsatz entwickelt.

Die Sensoren entsprechen den einschlägigen europäischen und US-amerikanischen Normen für den Einsatz in Nutzfahrzeugen. Zudem stellt das Unternehmen mit mechanischen Qualifizierungen und elektrischen Eignungsprüfungen ein Höchstmaß an Betriebssicherheit, Verfügbarkeit und Langlebigkeit sicher. So bieten die Mobile-Equipment-Sensoren zum Beispiel einen Einsatztemperaturbereich von –40 bis +85 Grad Celsius. Zusätzlich überprüft der Sensorikspezialist in aufwendigen, normierten Tests die Dichtheit der Gehäuse und die Beständigkeit von Kabel- und Steckverbindern. Die Tests umfassen unter anderem Feucht-Wärme-Prüfungen und ermitteln die Auswirkungen wiederholter Temperaturzyklen, von Stößen und Vibrationen sowie von einer Langzeiteinlagerung bei hohen und niedrigen Temperaturen. Ein besonderes Augenmerk liegt zudem auf dem Verhalten der Sensoren im Kontakt mit outdoor-üblichen Medien wie Fahrzeug- und Hydrauliköl oder Streusalz. Ergänzend zu dieser mechanischen Qualifizierung der Sensoren prüft der Hersteller auch elektrische Eigenschaften wie zum Beispiel die elektromagnetische Verträglichkeit, die Auswirkungen elektrostatischer Kontakt- und Luftentladung oder das Verhalten bei Stoßspannungen, wie sie beispielsweise beim Anlassen von Motoren, bei der Unterbrechung von Stromkreisen oder bei Blitzeinschlägen auftreten können.

Vielseitig verwendbar

Das Mobile-Equipment-Portfolio von Pepperl + Fuchs umfasst hauptsächlich induktive Näherungsschalter für die Detektion von metallischen Fahrzeug- und Aufbaukomponenten, daneben Ultraschallsensoren für die oberflächenunabhängige Erfassung von Objekten und Abständen sowie Neigungs- und Beschleunigungssensoren mit einem extrem robusten, mikromechanisch-kapazitiven Messprinzip. Daneben bewähren sich aber auch Drehgeber, induktive Positioniersysteme, Füllstandsensoren oder RFID-Komponenten im Einsatz an Bau- und Kommunalfahrzeugen sowie in der mobilen Intralogistik.

Besonders vielseitig einsetzbar in mobilen Anwendungen sind induktive Näherungsschalter, die den Energieverlust eines elektromagnetischen Schwingkreises bei Annäherung an Metalle oder andere elektrisch leitfähige Objekte zur Generierung von Schaltsignalen nutzen. Da mobile Maschinen aufgrund der hohen Anforderungen an die mechanische Robustheit eine Vielzahl potenzieller metallischer Betätigungselemente für induktive Sensoren aufweisen, bietet sich dieses Wirkprinzip in diesem Bereich besonders an. So detektieren induktive Sensoren bei Mobilkranen unter anderem die Ruheposition der Radlenkung, die Position der Fahrzeugstützen oder die Endlage eines kippbaren Fahrerhauses. Auch Muldenkipper und Betonmischer bieten zahlreiche Einsatzmöglichkeiten für induktive Sensoren, unter anderem die Endlagenüberwachung der Kippfläche oder die Detektion der Trommeldrehung oder der Schließstellung am Betontrichter.

Eine Neuentwicklung in diesem Produktsegment sind die induktiven Flachsensoren der Serie F148 für die Positionsüberwachung von Fahrzeugstützen. Die Kombination aus einem schmalen Gehäusedesign, einer besonders flachen Bauform sowie einem gewinkelten Kabelabgang eröffnet viele Freiheitsgrade bei der Integration. Die zeitsparende Durchstecktechnik sowie der Schaltabstand von 15 Millimeter vereinfachen die Montage und erlauben eventuelle mechanische Toleranzen.

Robust und berührungslos

Die zuverlässige berührungslose Detektion verschiedener Objekte unabhängig von ihrem Werkstoff ermöglichen die Ultraschallsensoren von Pepperl + Fuchs, die die Laufzeit von hochfrequenten Schallimpulsen zu einem Objekt und zurück messen. Das verschmutzungsbeständige Messprinzip ist unabhängig von Form, Farbe, Glanzgrad sowie der Struktur von Oberflächen und findet deshalb in den unterschiedlichsten Applikationen Anwendung. So überwachen Ultraschallsensoren beispielsweise in Müllfahrzeugen den Einzel- bzw. Doppelschüttungsbetrieb und den freien Bereich unterhalb der Lastaufnahme. Zudem gewährleisten sie dort die richtige Positionierung des Greifarms mit der optimalen Geschwindigkeit und Genauigkeit. An Löschfahrzeugen verhindern Ultraschallsensoren Kollisionen der Drehleiter mit dem Fahrzeugaufbau und anderen Objekten im Umfeld.

Eine Reihe von Automatisierungs- und Überwachungsfunktionen lassen sich zudem mit den Neigungssensoren der Serie F99 realisieren. Beispielsweise stellen sie bei Mobilkränen sicher, dass die Fahrzeugstützen Bodenunebenheiten ausgleichen, um eine präzise horizontale Positionierung ohne Kippgefahr zu ermöglichen. Zusätzlich lässt sich mittels Neigungssensoren das Führerhaus des Fahrzeugs automatisch nivellieren. An Feuerwehrfahrzeugen ermöglichen sie die kippsichere Nivellierung der Fahrzeuge und gewährleisten eine waagrechte Korbposition. bt

Auf einen Blick

- zDie Pepperl + Fuchs GmbH mit Sitz in Mannheim ist ein führender Hersteller von Sensor-technologie sowie von eigen-sicheren Komponenten und Technologien für explosionsgefährdete Bereiche.

- Für den Einsatz in mobilen Anwendungen bietet das Unternehmen unter anderem induktive Näherungsschalter, Neigungssensoren, Ultraschallsensoren oder Drehgeber.

- Das Unternehmen beschäftigt rund 5.400 Mitarbeiter an mehr als 80 Standorten auf sechs Kontinenten.

Erschienen in Ausgabe: 06/2014