Prädikat mobilrobust

Sensoren – In mobilen Maschinen sind Seilzuggeber wie die von Kübler eine leicht zu installierende Lösung für sichere Winkel- und Positionsmessungen.

19. März 2019
Prädikat mobilrobust
Mobilkrane sind ein gutes Beispiel für den Einsatz von Kübler-Sensoren in mobilen Arbeitsmaschinen. (Bild: Kübler)

Die exakte Steuerung und Überwachung von Positionen in Maschinen erfordert hochgenaue Positionsangaben. Die hierfür verwendeten Sensoren sollen gleichzeitig kostengünstig wie auch robust im Aufbau sein und eine möglichst hohe Messwiederholrate besitzen.

Speziell für den Einsatz in der mobilen Automation stellen Seilzuggeber des Anbieters Kübler aus Villingen-Schwenningen mit ihrer ausgereiften Technologie eine ebenso kostengünstige wie einfach zu integrierende Lösung für genaue Messungen dar. Seilzuggeber spielen ihre Vorteile vor allem dann aus, wenn eine Integration des Messsystems in den Hydraulikzylinder nicht möglich oder nicht gewollt ist oder wenn größere Messlängen, wie bei Kranen oder Hubarbeitsbühnen, gefordert sind.

Gleich drei neue Seilzuggeber ergänzen in diesem Sinne das Kübler-Portfolio: Das Modell A30 als Microseilzug mit einer Messlänge von maximal 60 Zentimetern und potenziometrischer Schnittstelle, das Modell A40/A41 als Miniaturseilzug mit analoger, inkrementeller und BUS-Schnittstelle und einem Einsatzbereich von bis zu 2 Meter Länge sowie das Modell B75, das bis zu 3 Meter Länge misst und von analog über inkrementell und seriell bis hin zur Feld-BUS-Schnittstelle lieferbar ist.

Seit Jahren zuverlässig im Einsatz

Kübler-Positions- und -Bewegungssensoren leisten in Mobilkranen seit vielen Jahren gute Dienste. Die Nivellierung des Fahrgestells wie auch die Aufrichtung des Kranarms werden über die Neigungssensoren IN81 und IN88 gemessen. Sie bestimmen den Winkel in Bezug zum Erdfeld in einer Achse oder in zwei Achsen. Drehgeber messen den Auslegerwinkel des Oberwagens wie auch die Höhenposition der Last. Hierfür kommen Singleturn- oder Multiturndrehgeber der Sendix-Baureihe zum Einsatz. Für die Position der Abstützbeine und die Länge des Kranarms werden Kübler-Seilzuggeber eingesetzt.

Sensoren in mobilen Anwendungen sind oftmals besonderen Bedingungen ausgesetzt. Für die Branche gelten spezielle Grundsätze wie robuste und einfache Kommunikation, die Anpassung an Wetterbedingungen, Erfüllung der Sicherheitsanforderungen, kompakte Bauweise, Bordnetzschwankungen, Regen, Spritzwasser, Kondensation, Straßenstaub, Baustellenschmutz und die raue agrar- und forstwirtschaftliche Umgebung sowie Schock und Vibration von Motor, Fahrbahn und Arbeitseinrichtungen.

Diese Anforderungen beschreiben die wesentlichen Unterschiede zwischen industrierobust sowie mobilrobust. Sämtliche Kübler-Sensoren für mobile Anwendungen sind in den gängigen Analogvarianten wie auch mit CANopen-Schnittstelle lieferbar. Die neuen Seilzuggeber-Varianten haben einen Temperaturbereich von –40 bis maximal 90 Grad Celsius, sind besonders kompakt und geeignet zum doppelten Einbau. Ebenfalls sind Multiturndrehgeber mit einer durchgängigen Hohlwelle verfügbar. Diese lassen sich hintereinander auf eine Welle montieren und erfüllen so die Anforderungen nach Redundanz.

Kübler präsentiert eine Reihe neuer Sensoren für mobile Maschinen.

Drehgeber und Neigungssensoren sind je nach Anforderung als IP65, IP67 oder IP69k lieferbar. Dabei bestanden die Modelle harte Tauchtests. Über Wasserablaufbohrungen im Seilzug kann eingedrungenes Wasser abfließen. Drehgeber ertragen Schocks von bis zu 500 g und Vibrationen von bis zu 30 g.

Häufige Unfallursache im Bereich mobiler Maschinen sind das Umkippen mit Kran oder Hubarbeitsbühne und damit verbundene Abstürze sowie Quetschungen. Richtig eingesetzte Sensoren helfen dabei, die Unfallraten wesentlich zu senken. Ein umfassendes Sicherheitskonzept enthält heute meist vier Sicherheitslevels, die in die Zustandsüberwachung eingebettet sind: vom Normalzustand über eine Warnstufe bis zu Sicherheitsstopp und Not-Aus, wobei sowohl das Gesamtsystem als auch das Fahrzeugumfeld, wie etwa Gefälle oder eine stark frequentierte Straße, berücksichtigt werden.

Früher galt in Sachen Sicherheit das Vier-Augen-Prinzip. Dabei wurde eine zweite Person dem Kranführer in kritischen Situationen zur Seite gestellt, das Personal war dafür speziell geschult. Erste Endschalter läuteten den Beginn der Automatisierung in der Sicherheitsüberwachung ein. Diese erkannten etwa die maximal erlaubte Ausfahrhöhe eines Kranes und damit dessen Endlage. Ihr Signal sorgte dann für das automatische Abschalten des Ausfahrmechanismus. Die Messergebnisse waren dabei allerdings noch limitiert. Später traten Drehgeber und Seilzugeber die Nachfolge an.

Heute werden sämtliche Positionsdaten permanent abgerufen. Nach neusten Richtlinien haben sich derzeit alternativ zwei Weiterentwicklungen durchgesetzt: zum einen die Positionsmessung mit Sicherheitssensorik, meist nach SIL3 oder PLe zertifizierte Komponenten, oder aber die redundante Anordnung einfacher Sensoren, die somit die Sicherheitsstufe SIL2 oder PLd in der Anwendung erreichen können. Mobilkrane, Stapler und andere mobile Maschinen dürfen nur bestimmungsgemäß, unter Beachtung vorhandener Anweisungen benutzt werden; aus ihren jeweiligen Lastendiagrammen geht das erlaubte Gewicht ebenso wie das erlaubte Ausfahrmaximum von Hubstützen bei einer bestimmten Hubhöhe hervor. Wird etwa der Ausfahrwinkel unterschritten oder das Gewicht überschritten, kann dies fatale Folgen haben.

Extreme Präzisionsaufgaben und hohe Belastungen bringen Krane an den Rand ihrer Leistungsfähigkeit und erlaubten Reichweiten. Mobilrobuste Seilzüge von Kübler aber unterstützen die Mobilkranüberwachung zuverlässig, indem sie für die strikte Einhaltung der Lastendiagramme sorgen und das Kranlastüberwachungssystem mit den für die Sicherheit relevanten Messgrößen versorgen, die simultan dynamisch verrechnet werden. Unfälle und vor allem das gefürchtete Kippen einer Maschine können damit sicher ausgeschlossen werden. mk

Erschienen in Ausgabe: 02/2019
Seite: 24 bis 25