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wireSENSOR Messprinzip Seilzugwegmessung ist den berührenden Messverfahren zuzuordnen.
Jeder Seilzugsensor besteht aus den grundlegenden Elementen Seil,
Trommel und Federmotor (zusammengefasst als Mechanik) und einem
Potentiometer oder Encoder zur Messsignalerzeugung. Seilzugsensoren
werden verwendet, wenn große Messbereiche bei kleinen Sensor-Ab-
messungen zu niedrigen Kosten gefordert werden.
Das Seil ist i. d. R. ein äußerst dünnes Stahlseil, das je nach Ausführung
mit Polyamid ummantelt ist. Durchschnittlich und abhänging von der Art
der Beanspruchung ist ein Seil etwa 0,8 mm dick.
Federmotor
Seiltrommel
Encoder
Gehäuse
Von der Bewegung zum elektrischen SignalMit einem Seilzugsensor wird eine Linearbewegung in eine Drehbewe-
gung transformiert.
Das freie Ende des Seils wird an den bewegten Körper befestigt. Am
offenen Ende des Seils befindet sich eine Öse, die wahlweise an das
Messobjekt geschraubt oder eingehängt werden kann. Die durch das
Ausziehen des Seils entstandene Drehbewegung wird anschließend über
einen Drehgeber in ein elektrisches Signal gewandelt.
Für eine ausreichende Vorspannung des Seiles sorgt ein Federmotor. Der
Federmotor ist eine Spiralfeder mit Drehmomentbelastung, ähnlich der
in einem mechanischen Uhrwerk. Je weiter das Seil ausgezogen wird,
desto höher ist auch die Spannkraft der Feder. Dies hat den Vorteil, bei
waagrechter Montage den Durchhang des Seils zu minimieren.
Vorteile von Seilzugsensoren- Sehr kleine Bauform im Vergleich zum Messbereich
- Teleskopierbares Messprinzip
- Sehr robuste Sensoren
- Messseil kann durch Umlenkrollen abgelenkt werden
Mögliche AusgangsartenAnaloge Anschlussmöglichkeit
In Seilzugsensoren von Micro-Epsilon können grundsätzlich drei unter-
schiedliche Arten von Präzisionspotentiometer verwendet werden; Draht-
potentiometer, Hybridpotentiometer und Leitplastikpotentiometer.
Bei Standardprodukten werden in der Regel Leitplastik- oder Hybridpo-
tentiometer eingesetzt. Für Serienanwendungen erfolgt die Auswahl an-
hand der für die Anwendung notwendigen Spezifikationen, um ein opti-
males Preis-Leistungsverhältnis für den Kunden zu erreichen.
Digitale Anschlussmöglichkeiten
Im Vergleich zu analogen Potentiometern besitzen Encoder eine deutlich
höhere Lebensdauer und bessere Linearität. Je nach Anforderung stehen
inkrementelle oder absolute Encoder zur Verfügung. Beide Encoder-Arten
unterscheiden sich grundlegend voneinander. Wo die relative Positions-
verschiebung gemessen werden soll werden inkrementelle Encoder ver-
wendet. Ein Absolut-Encoder hingegen ordnet jedem Messwert einen
eindeutigen Positionswert zu.
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Vorteile für den Kunden:- Einfache Montage
- Teleskopierbarer Sensor
- Sehr gutes Preis-/Leistungsverhältnis
- Langlebigkeit
Vorteile für den Kunden:- Einfache Montage
- Teleskopierbarer Sensor
- Sehr gutes Preis-/Leistungsverhältnis
Röntgengeräte müssen hochwertige Bilder in
unterschiedlichen Positionen liefern. Musste
früher noch eine Röntgenkassette mit Film ma-
nuell zur Röntgenröhre ausgerichtet werden, so
läuft dies heute digital und vollautomatisch ab.
Moderne Geräte arbeiten mit einer Kamera,
welche die Aufnahmen direkt digitalisieren. Das
spart Zeit und Entwicklungskosten. Damit bei
digitalen Geräten hochaufgelöste Aufnahmen
entstehen, muss die Kamera exakt zur Rönt-
genröhre ausgerichtet werden. Für einen mög-
lichst flexiblen Einsatz sind die Kameras, die
Röntgenröhre, der Tisch und die Rasterwand-
stative in mehreren Achsen verfahrbar.
Seilzugsensoren erfassen fünf verschieden
Positionen in einem Röntgengerät. Die Gleich-
laufsteuerung im Röntgengerät verwendet die
Weginformationen der Seilzugsensoren, um
Kamera und Röntgenröhre zueinander parallel
verfahren zu lassen.
Positionsmessung an Röntgengeräten
Höhenposition der Kamera
Höhenposition der
Röntgenröhre
Tischposition horizontal
Tischposition vertikal
Kameraposition horizontal
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Anwendungen in der Medizintechnik
„Optimale Gestaltung von Kosten und Leis-
tung“ sind auch oder gerade im Rehabilitati-
onsbereich maßgebliche Forderungen an die
Konzeptionierung, Ausgestaltung und Durch-
führung von Rehamaßnahmen. Zur Umsetzung
dieser Forderungen werden neben modernsten
Geräten insbesondere auch intelligente Mittel
der Datenerfassung, -kontrolle und -dokumen-
tierung benötigt. Daten über die Durchführung
der Übungen werden über ein Netzwerk oder
eine Chipkarte dem Trainer bereitgestellt. Da-
mit kann die medizinisch optimale Ausführung
von Übungen überwacht werden und sowohl
Unterforderung als auch Überforderung des
Trainierenden vermieden werden. Dadurch
wird eine optimale Effizienz im Hinblick auf den
medizinischen Erfolg der Maßnahme und letzt-
endlich auch im Hinblick auf die bestmögliche
wirtschaftliche Nutzung der Geräte erreicht.
Trainingsüberwachung bei Rehageräten
Um die Bereitstellung dieser Informationen zu
ermöglichen werden Sensoren benötigt, die
den Ablauf der Bewegung am Gerät messen.
Neben Kraftsensoren werden dazu auch Weg-
messsensoren eingesetzt, mit denen der Weg-
verlauf und mit entsprechender Signalaufberei-
tung auch der zeitliche Verlauf der Bewegung
erfasst und ausgegeben werden kann.
Aufgrund der Baugröße sowie des günstigen
Preis-/Leistungsverhältnisses sind dafür ins-
besondere Seilzüge der Baureihen MK30 und
MK46 geeignet. Optional sind dabei, je nach
Kundenanforderung, analoge Ausgänge auf
Potentiometerbasis oder digitale Inkrementalsi-
gnale auf Encoderbasis möglich.
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Vorteile für den Kunden:- Messung außerhalb des eigentlichen Arms
- Besonders kleine Bauform
- Einfache Integration des Sensors
Vorteile für den Kunden:- Hohe Zuverlässigkeit
- Lange Sensorlebensdauer
- Sehr einfache Montage
- Sehr gutes Preis- / Leistungsverhältnis
Winkelmessung im Soloassist
Mit dem Soloassist soll dem Chirurgen ein
Hilfsmittel an die Hand gegeben werden, mit
dem bei steigender Qualitätsanforderung die
Kosten pro Operation gesenkt werden können.
Das Gerät bildet einen Arm nach, der in mehre-
ren Freiheitsgraden beweglich ist, sich seine Po-
sition merken und beibehalten kann. Von einem
kalibrierten Nullpunkt aus führt er selbstständig
die erforderlichen Einzelbewegungen durch,
um eine eingegebene Gesamtbewegung zu
verfahren. Die von Ihm geführte endoskopische
Kamera erreicht dabei einen Rundumblick von
360°, bei einer Neigung des Endoskops von bis
zu 80° zur Lotrechten.
Der Arm ist weitgehend MR- und Röntgen-Neu-
tral ausgeführt, weshalb u.a. im Bereich ober-
halb des OP-Tisches keine Sensorik verwendet
wird. Eine direkte Messung der Drehbewegun-
gen am Arm mit Winkelsensoren ist aus diesem
Grund nicht möglich.
Die Drehwinkel werden daher indirekt mit Seil-
zugsensoren, die im Bereich unterhalb der
Liege angebracht sind, ermittelt. Insgesamt
werden drei Sensoren der Baureihe MK30 ein-
gesetzt, mit denen verschiedene Drehbewe-
gungen erfasst werden. Aufgrund der kleinen
Baugröße, der einfachen Montage und der ho-
hen Zuverlässigkeit erfüllen diese Seilzugsen-
soren von Micro-Epsilon in idealer Weise die
Kundenanforderungen.
Die Sensoren stellen ein Weg- bzw. Winkelpro-
portionales Ausgangssignal (Spannungsteiler)
zur Verfügung. Alternativ sind auch digitale in-
krementelle Ausgangssignale möglich.
Positionsmessung in der Computertomographie
Höchste Geschwindigkeit und Auflösung als
Grundlage für die bestmögliche Diagnostik
und Wirtschaftlichkeit spielen bei modernen
CT-Geräten eine immer größere Rolle.
Egal ob Spiral-, Helix oder Dual-Sourcegerät,
die Anforderungen steigen immer weiter.
Dies betrifft insbesondere auch die Längen-
messgeräte zur Erfassung der horizontalen
Liegenposition. Die einzelnen Röntgenschnitte,
die in der Regel quer durch das Objekt verlau-
fen, werden in immer kleineren Abständen auf-
genommen, um ein bestmögliches Gesamtbild
zu erhalten. Dazu werden die Schnitte in einer
3D-Rekonstruktion zur Gewinnung von Voxeln
(Volumetrik und Pixel) zusammengesetzt. Auf
der Basis des gewonnen kompletten Volumen-
datensatzes können dann beliebige 3D Ansich-
ten oder Schnittebenen erzeugt werden .
Um eine korrekte Zuordnung der Schnitte zu
ermöglichen, muss die horizontale Position der
Liege sehr genau erfasst werden. Daher wird
ein Messsystem mit sehr hoher Auflösung bei
gleichzeitig langem Messbereich benötigt.
Seilzugsensoren von Micro-Epsilon erreichen
in dieser Anwendung eine Auflösung von bis
zu 0,001% des Messbereichs, kombiniert mit
höchster Zuverlässigkeit, langer Lebensdauer
und einem sehr günstigen Preis- Leistungsver-
hältnis.
Dabei sind eine Reihe unterschiedlicher Sen-
sorbauformen und Signalausgänge (analog, di-
gital inkrementell oder digital absolut) möglich,
um eine bestmögliche Adaption der Sensoren
an die Kundenanforderung zu ermöglichen.
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Vorteile für den Kunden:- Messung außerhalb des eigentlichen Arms
- Besonders kleine Bauform
- Einfache Integration des Sensors
Vorteile für den Kunden:- Lange Sensorlebensdauer
- Besonders kleine Bauform
Vorteile für den Kunden:- Hohe Zuverlässigkeit
- Lange Sensorlebensdauer
- Sehr einfache Montage
- Sehr gutes Preis- / Leistungsverhältnis
Umgebungsbedingung:- Temperatur: -40°C bis 80°C
- Störfelder: EMV
Positionierung von Operationstischen
In modernen Operationsszenarien spielen Aus-
lastung und Kosteneffizienz eine immer größe-
re Rolle. Diese Anforderung wird naturgemäß
auch dem Operationstisch gestellt. Heutige
Operationstische bieten eine Fülle von Funktio-
nen für optimale Behandlung der Patienten auf
der einen und eine effiziente Wirtschaftlichkeit
auf der anderen Seite.
Sie sind modular aufgebaut und bieten viele
Verstellmöglichkeiten zur bestmöglichen Positi-
onierung der Patienten während der Operation.
So können neben der Höhe des Tisches in der
Regel auch die Horizontalposition und mehre-
re Winkelfunktionen z.B. für Kopf, Rumpf und
Beine eingestellt werden. Für bestimmte Posi-
tionen sind komplette Profile vorprogrammiert
oder können vom Anwender selbst erstellt und
dann mit einem einzigen Knopfdruck aufgeru-
fen werden. Damit können Personal- und Ge-
rätezeiten in erheblichem Umfang eingespart
werden.
Zur Realisierung dieser Funktion ist Messtech-
nik erforderlich, die es ermöglicht die Positio-
nen der einzelnen verstellbaren Elemente zu
erfassen.
Seilzugsensoren von Micro-Epsilon eignen sich
ideal für diese Anwendung. Sie verbinden eine
im Verhältnis zum Messbereich kleine Bauform
mit hoher Genauigkeit und langer Lebens-
dauer.
Zudem können Sie einfach integriert werden
und bieten ein hervorragendes Preis- Leis-
tungsverhältnis. In der Regel werden Sie für
die vertikale und horizontale Tischposition
verwendet. Zum Teil werden Seilzugsensoren
aber auch zur (indirekten) Winkelerfassung ver-
wendet, da Winkelsensoren aus Platzgründen
an den Drehachsen oftmals nicht angebracht
werden können.
Dies bedeutet einen Einsatz von bis zu fünf
Seilzugsensoren an einem Operationstisch.
Anwendungen in der Logistik
Wegmessung am Schlackentransporter
Der Einsatz von Schlackentransportern stellt
eine äußerst anspruchsvolle Transportaufgabe
dar. Dabei muss 1300°C heiße und 80 Tonnen
schwere Schlacke zu seinem Bestimmungsort
innerhalb kürzest möglicher Zeit transportiert
werden, ohne auszukühlen (teurer Schlacken-
kübel ansonsten zerstört) und dabei Men-
schenleben zu gefährden.
Oberstes Gebot ist daher höchster Wirkungs-
grad gepaart mit Prozess- und Arbeitssicher-
heit. Potenzial zur Verkürzung der Transportzeit
bieten die Dauer bis sich der hintere Abstütz-
zylinder eingefahren hat bzw. der Kippzylinder
zum Be- und Entladen des Schlackentranspor-
ters.
Bisher wurde die Messung der Zylinderpositio-
nen über Endschalter realisiert. Diese Messung
war jedoch durch seine diskreten Schaltpunkte
und dem harten Umfeld sehr fehleranfällig. Zur
Verkürzung der Transportzeit werden nun Seil-
zugsensoren von Micro-Epsilon eingesetzt. Am
Kippzylinder wird der Sensor parallel montiert
und durch ein zusätzliches Stahlgehäuse und
ein Stahlrohr, in dem das Sensorseil verläuft
geschützt. Der Seilzugsensor zur Erfassung
der Position am Abstützzylinder wird sicher
im Fahrzeugrahmen befestigt. Durch entspre-
chende Seilverlängerungen wird der Sensor mit
dem Abstützzylinder verbunden.
Für den Einsatz am Schlackentransporter wer-
den Sensoren der Serie wireSENSOR P60/P96/
P115 verwendet. Durch das Metallgehäuse und
die besonders robuste Ausführung wird eine
hohe Signalstabilität sichergestellt.
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Gründe für die Systemwahl:- Preis-/Leistungsverhältnis
- Hohe Schutzklasse
Entscheidende Vorteile:- Kompakter, kundenspezifisch angepasster Sensor
- Zwei getrennte Ausgangssignale
(Potentiometer, Encoder)
- Hohe Genauigkeit
- Günstiges Preis/Leistungsverhältnis
Positionierung von Catering Fahrzeugen am Airbus A380
Catering Fahrzeuge sind ein wichtiges Versor-
gungsmedium für moderne Linien-Flugzeuge.
Mit ihnen werden Flugzeuge mit Lebensmitteln
be- und entladen. Auf Basis einer Hydraulik-
schere wird der Frachtraum des LKWs soweit
angehoben, bis die Versorgungstür optimal
erreicht wird.
Das Unternehmen Doll aus Oppenau ist ein
Hersteller dieser Catering Fahrzeuge. Als einer
von wenigen Anbietern sind sie in der Lage,
auch einen Airbus A380 sicher zu versorgen,
dessen Versorgungstür sich in einer Höhe von
über 8 m befinden kann.
Da sich die Versorgungstür über und nicht ne-
ben der Tragfläche befindet, kann das Catering
Fahrzeug nicht direkt an die Tür heranfahren.
Deswegen ist der komplette Ladecontainer in
Längsrichtung verschiebbar. Eine weitere Her-
ausforderung für die Konstruktion sind Umge-
bungstemperaturen von -25°C bis +65°C. Die
damit verbundene Änderung der Ölviskosität
ändert auch die Geschwindigkeit der Verfahr-
hydraulik. Um trotzdem sicher und zuverlässig
an das Flugzeug andocken zu können, muss
die Bewegung des Ladecontainers durch ein
Wegmesssystem erfasst werden.
Verwendet werden dafür Seilzugsensoren der
Serie WDS-xx-P115 von Micro-Epsilon. Befes-
tigt zwischen Ladecontainer und der Scheren-
bühne wird die Verschiebung zuverlässig und
präzise erfasst.
Die extreme Robustheit und Langlebigkeit
überzeugten Doll, diesen Sensor zu integrieren.
Er leistet präzise Messergebnisse, hohe Aus-
fallsicherheit auch bei schlechten Witterungs-
verhältnissen und optimiert die nötige Auf- und
Abbauzeit der Catering Fahrzeuge.
Hubhöhenmessung im Gabelstapler
Logistik gewinnt heute und in der Zukunft im-
mer mehr an Bedeutung. Die immer größer
werdenden Warenströme müssen in immer
kürzerer Zeit geleitet und umgeschlagen wer-
den. Daher sind Logistikdienstleister bestrebt,
die Umschlagszeiten im Lager zu verkürzen
und Lagerbewegungen zu optimieren. Hier
kann durch den Einsatz von Wegsensoren in
Gabelstaplern ein großes Optimierungspotenti-
al genutzt werden: Beim Anheben und Senken
der Last sind normalerweise große Sicherheits-
reserven zu beachten, damit bei Kurvenfahrten
oder beim Bremsen und Beschleunigen der
Stapler nicht in eine bedrohliche Schieflage
kommt. Wenn nun die Hubhöhe der Last erfasst
wird, kann daraus die optimale Fahrgeschwin-
digkeit ermittelt werden. Zusätzlich ist das Sys-
tem gegen Fehlbedienung gesichert, d.h. der
Bediener kann selbst weder bewusst noch un-
bewusst kritische Fahrzustände herbeiführen.
Somit werden sowohl die Geschwindigkeit op-
timiert, als auch die Sicherheit für die Bediener
erhöht. Außerdem dient der Sensor dazu, die
Last automatisch auf die richtige Hubhöhe zu
bringen, um das Anfahren der richtigen Regal-
höhe zu beschleunigen.
Der Hersteller dieser innovativen Stapler, setzt
dabei auf Seilzug-Wegsensoren von Micro-Ep-
silon. Diese wurden speziell auf die Bedürfnisse
im Gabelstapler angepasst. Es wurde eine be-
sonders flache Bauform gewählt, um den Sen-
sor bei den beengten Einbauräumen einsetzen
zu können. Aus Sicherheitsgründen ist der Sen-
sor mit zwei voneinander getrennten Ausgän-
gen ausgeführt: Zwei elektrisch unabhängige
Signale dienen dazu, dass ein höchstes Maß
an Sicherheit erreicht wird. Die hohe Qualität
und Messgenauigkeit der Seilzugsensoren von
Micro-Epsilon ermöglicht damit dem Kunden
einen Wettbewerbsvorsprung für die Märkte
der Zukunft.
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Gründe für die Systemwahl:- Preis-/Leistungsverhältnis
- Geringer Platzbedarf (teleskopierbar)
- Einfache Montage (auch nachträglich möglich)
- Verschiedene Messbereiche und Ausgangsarten
Vorteile für den Kunden:- Kompakte Bauform
- Einfache Montage
- Sehr gutes Preis-/Leistungsverhältnis
- Hohe Zuverlässigkeit
Anwendungen in der Kfz-Industrie
Hubhöhenmessung für Zwei-Säulen-Hebebühnen
Moderne Zwei-Säulen-Hebebühnen werden in
der Regel grundrahmenfrei ausgeführt. Das be-
deutet, dass im Gegensatz zu herkömmlichen
Modellen mit einer Kette zwischen den beiden
Hubsäulen keine mechanische Verbindung
mehr erforderlich ist.
Somit entfällt die bisher übliche Schwelle zwi-
schen den Hubsäulen. Dies bietet dem Anwen-
der eine wesentliche Erleichterung im täglichen
Arbeitsablauf. So muss beim Ein- und Ausfah-
ren bzw. -schieben kein „Hindernis“ überwun-
den werden und das Fahrzeug kann daher
wesentlich einfacher und leichter positioniert
werden. Damit entfällt allerdings die „automati-
sche“ Hubhöhensynchronisierung, die bislang
durch die mechanische Verbindung der beiden
Säulen gegeben war.
Die Hebebühne benötigt daher eine Gleich-
laufsteuerung bzw. eine Hubhöhenüberwa-
chung, um sicherzustellen, dass das Fahrzeug
an beiden Seiten gleich angehoben wird. Zur
Messung der Höhe werden bevorzugt Seilzug-
sensoren eingesetzt.
Diese sind einfach zu integrieren, sehr kompakt
und bieten im Verhältnis zum Messbereich ein
sehr gutes Preis- / Leistungsverhältnis und eine
hohe Genauigkeit. Je nach Messbereich und
geforderter Schutzklasse eignen sich für diese
Anwendung insbesondere die Baureihen P60,
P96 oder MK77. Dabei steht zur optimalen An-
passung an die jeweils verwendete Steuerung
eine Vielzahl unterschiedlicher Ausgangsigna-
le zur Verfügung. Neben analogen Signalen
(Spannung, Strom, Widerstand) sind auch in-
krementelle (HTL, TTL) oder absolute (CANo-
pen, Profibus, SSI) Digitalausgänge möglich.
Variable Abstützung bei Fahrzeugkränen und Hubarbeitsbühnen
Hubarbeitsbühnen und Fahrzeugkräne werden
für eine Vielzahl unterschiedlicher Aufgaben
eingesetzt. Dabei spielt das zur Verfügung ste-
hende Lastmoment eine große Rolle, denn da-
durch wird bestimmt, welche Last mit welcher
(seitlicher) Reichweite gehoben werden kann.
Wird das zulässige Lastmoment überschritten,
können schwere Unfälle durch Umkippen des
Kranes die Folge sein. Aus diesem Grund müs-
sen derartige Fahrzeuge seit 1964 mit einem
Lastmomentbegrenzer (LMB) ausgestattet
werden. Dabei hängt das maximal mögliche
Lastmoment im konkreten Einsatzfall wesent-
lich von der Abstützbreite ab. Das maximale
Lastmoment ist also nur möglich, wenn auch
die Abstützung voll ausgefahren ist.
Oftmals müssen Kräne und Hubarbeitsbüh-
nen aber unter beengten Platzverhältnissen
eingesetzt werden. Somit steht nicht die volle
Abstützbreite und damit nicht das volle Lastmo-
ment zur Verfügung.
Die vollvariable Abstützung bietet nun die Mög-
lichkeit, für jede beliebige Abstützbreite das
maximale Lastmoment zu ermitteln und freizu-
geben. Dazu wird die Abstützbreite automatisch
gemessen, durch den Bordrechner erfasst und
daraus das mögliche Lastmoment errechnet.
Dies geschieht vollautomatisch, ohne Zutun
des Bedienpersonals. Somit ist ein optimaler
Einsatz unter schwierigen Platzverhältnissen
bei gleichzeitig hoher Sicherheit gewährleistet.
Die Messung der Abstützbreite erfolgt dabei
durch Seilzugsensoren der Baureihen P60,
P96 und P115 mit Messbereichen zwischen
1500 und 4000 mm. Um ein Höchstmass an
Sicherheit zu erreichen werden in der Regel für
eine redundante Messung zwei Sensoren pro
Abstützung eingesetzt. Dabei kann die Anbin-
dung der Sensoren an die Fahrzeugelektronik
sowohl analog über Strom, Spannung oder
Potentiometer als auch digital über Busse
(CANopen, Profibus usw.) erfolgen. Insbeson-
dere die Teleskopierbarkeit und die einfache
(auch nachträglich mögliche) Montage prä-
destinieren Seilzugsensoren für diese Anwen-
dung.
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Gründe für die Systemwahl- Sehr gutes Preis/Leistungsverhältnis
- Äußerst geringer Platzbedarf
- Verschiedene Messbereiche und Ausgangsarten
- Hohe Genauigkeit
- Einfache Montage
Gründe für die Systemwahl- Einfache Montage
- Sehr gutes Preis-/Leistungsverhältnis
- Kompakte Bauform
Hubtischhöhe in KFZ Fertigungsstraßen
Hubhöhenmessung an Radgreifer und Hebeanlagen
In kaum einer anderen Branche als dem au-
tomotiven Sektor führt eine nachhaltige Pro-
zessoptimierung zu eindeutigeren Wettbe-
werbsvorteilen. Im Montageprozess werden in
neuartigen KFZ-Fertigungsstraßen Hubtische
verwendet, auf denen die Karossen abgestellt
werden. Die Tische ermöglichen die jeweils op-
timale Bearbeitungshöhe in jedem Arbeitsgang
am Fahrzeug. In jedem dieser Hubsysteme
sind Seilzug-Wegsensoren integriert, die stets
die exakte Hubposition ermitteln. Dadurch wird
jeder Hubtisch automatisch in die jeweils be-
nötigte Höhe gebracht und ermöglicht so eine
zeitliche und ergonomische Optimierung der
einzelnen Fertigungsschritte. Die Anbindung
der Sensoren an die zentrale Steuerung erfolgt
zumeist über Funk. Je nach Steuerungskon-
zept kommen sowohl Sensoren mit analogen
als auch digitalen Schnittstellen (z.B. CAN Bus,
Profibus) zum Einsatz.
Neben dem klassischen Ansatz festinstallierter
Hebebühnen finden im Bereich von Hebeanla-
gen für Nutz- und Schienenfahrzeuge mobile
Systeme, die aus einzelnen Hubböcken flexibel
zusammengesetzt werden können, ein immer
breiteres Anwendungsfeld.
Dabei können grundsätzlich nahezu beliebig
viele Hebeböcke zu einer Anlage zusammen-
gefasst werden. Die Hebeböcke sind für Nutz-
fahrzeuge häufig als sogenannte Radgreifer
ausgeführt. Dagegen werden Schienenfahr-
zeuge (oder auch komplette Züge) in der Regel
am Rahmen angehoben. Da die einzelnen He-
beböcke mobil sind, können komplexe Hebe-
anlagen für größte Lasten sowohl einfach und
flexibel auf- und abgebaut als auch, je nach Be-
darf, mit mehr oder weniger vielen Hebeböcken
ausgestattet werden.
Zwangsläufig muss daher auch jeder Hebe-
bock mit einem eigenen Antrieb ausgestattet
sein. Um nun einen möglichst gleichmäßigen
Hubvorgang zu ermöglichen, also alle Hubbö-
cke zu synchronisieren, wird die Höhe jedes
Einzelnen mit einem Seilzugsensor gemes-
sen. Dadurch wird eine präzise Regelung des
Gleichlaufs auch bei ungleicher Lastverteilung
ermöglicht und ein Aufschaukeln der Last ver-
hindert. Zudem können zusätzliche (Komfort-)
Funktionen wie z.B. eine Hubhöhenbeschrän-
kung oder das Anfahren vordefinierter Höhen
sehr einfach realisiert werden.
Seilzugsensoren von Micro-Epsilon eignen sich
insbesondere für diese Messaufgabe aufgrund
ihrer Baugröße (sie sind genauso wie der He-
bebock selbst „teleskopierbar“) und ihres her-
vorragenden Preis-/Leistungsverhältnisses. Je
nach Anforderung an Schutzklasse, Messbe-
reich und Ausgangssignal stehen dabei unter-
schiedlichste Modelle zur optimalen Anpassung
an die jeweilige Applikation zur Verfügung.
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Gründe für die Systemwahl- Hohe Linearität
- Kompakte Bauform bei großem Messbereich
- Zuverlässigkeit
Gründe für die Systemwahl- Sehr gutes Preis-/Leistungsverhältnis
- Einfache und schnelle Montage
- Hohe Genauigkeit
Freisetzen von Satelliten im Weltraum
Beim Freisetzen von Satelliten in der Erdumlauf-
bahn wird die Spitze der Trägerrakete mit Hilfe
von Federpaketen abgedrückt. Voraussetzung
hierfür ist eine gleichmäßige und lineare Be-
wegung, um eine Beschädigung der Satelliten
durch ein Verkippen der Spitze zu vermeiden.
Der Bewegungsablauf wird mit drei Seilzug-
Wegsensoren überwacht. Dazu wird das
Messseil an der Spitze befestigt. Am Ende des
Bewegungsbereichs reißt das Seil an einer ei-
gens dafür eingebauten Sollbruchstelle. Nach
erfolgter Messung und dem Abreißen des Sei-
les wird dieses vollständig zurückgezogen, so
dass eine Beschädigung der Satelliten ausge-
schlossen ist.
Belastungstests an Flugzeugtragflächen
Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt
Tragflächen sind eine der essentiellen Kompo-
nenten am Flugzeug und müssen sehr strapa-
zierfähig konstruiert werden. Von herausragen-
der Bedeutung für das ständige Optimieren
der Tragflächenform und -konstruktion ist das
Schwing- und Biegeverhalten unter verschiede-
nen Belastungen. Auf Basis dieser Ergebnisse
werden unter anderem die Lebensdauer, die Si-
cherheit und der Treibstoffverbrauch optimiert.
Zur vertikalen Vermessung der Flügelbewe-
gung in Strukturtests werden dazu Seilzugsen-
soren der Serie P60 eingesetzt. Diese sind mit
der Tragfläche an 120 Messpunkten befestigt
und erfassen Messwege bis zu 1200 mm.
Um aussagekräftige Messergebnisse im Sinne
der Optimierung zu erhalten, werden die 120
Sensoren miteinander synchronisiert und lie-
fern ein detailliertes Bild des Schwingungs- und
Durchbiegeverhaltens der Tragfläche.
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Anforderung an das Messsystem:- Messbereich: 500 mm bis 1000 mm
- Lebensdauer bis 5.000.000 Zyklen
Gründe für die Systemwahl- Robuste Bauweise
- Sehr gutes Preis-/Leistungsverhältnis
Überwachen von thermischen Dehnungen an Rohrleitungen
Füllmengenmessung im Gasbehälter von Biogasanlagen
Rohrleitungen in Kraftwerken müssen Drücken
von 300 bar und Temperaturen bis zu 620°C
standhalten. Diese extremen Belastungen ver-
setzen die Rohre in Vibrationen und bewirken
an manchen Stellen thermische Leitungsbewe-
gungen bis zu 1 m. Um diese thermischen Ver-
schiebungen der Rohrleitungen auszugleichen
werden Konstanthänger eingesetzt. Nur durch
intensiven personellen Aufwand war es bisher
möglich auf der Fläche eines Kraftwerks me-
chanisch und thermisch hoch belastete Rohr-
leitungen zu kontrollieren. Dabei musste er-
fahrenes Personal abschätzen, ob Vibrationen
oder thermische Dehnungen an Rohrleitungen
noch in deren Toleranzgrenzen lagen. Fehlein-
schätzungen oder verspätetes Erkennen von
Toleranzüberschreitung hätten weitreichende
Auswirkungen haben können.
Durch ein ausgeklügeltes Konzept gelang es
der Firma Technip unter Leitung von Herrn Dr.
rer. nat. Ulrich Reiners diese Risikolücke zu
füllen. Die Behebung des Risikos fand sich in
der zentralen Überwachung der jeweiligen Vi-
brationen und der thermischen Bewegungen
der Rohrleitungen an den sensiblen Stellen
des Kraftwerks. Um die Bewegungsinformatio-
nen an die Leitzentrale zuverlässig und sicher
übertragen zu können verlässt man sich auf
Seilzugsensoren von Micro-Epsilon. Die Kom-
bination aus einer ausgereiften Überwachungs-
Software und den langlebigen Seilzugsensoren
von Micro-Epsilon vom Typ WDS-P60 haben
die in der Vergangenheit aufwendige Kontrol-
le der Rohrbewegungstoleranzen hochflexibel
und sicherer werden lassen.
Biogas ist eine moderne erneuerbare Energie-
quelle und für viele Landwirte eine lukrative Ein-
nahmequelle.
Ihre Besonderheit liegt in der Erzeugung von
Strom, Wärme und Dünger aus Biomasse.
Durch anaerobe Gär- und Fäulnisprozesse ent-
stehen brennbare Gase.
Je nach Ausgangsstoffe beinhaltet Biogas im
Wesentlichen Methan, Kohlendioxid und Was-
serdampf. Grundsätzlich besteht ein Fermenter
aus einem luftdichten Rundsilo, das mit einem
Gasbehälter aus einer Folie verbunden ist.
Ziel ist es einen konstanten Gärprozess zu
erzeugen, damit die Verbrennung ständig bei
maximalen Wirkungsgrad erfolgen kann.
Je nach Gasmenge bläht sich die Folie des
Gasbehälters durch steigenden Druck auf. Die
Auswölbung der Folie lässt auf die zu vergä-
rende Füllmenge zurück schließen. Um Sie zu
erfassen, wurden bisher induktive Endschalter
verwendet, die jeweils die untere, mittlere und
obere Position der Folie erfassten.
Diese diskrete Erfassung der Füllmenge ließ
die Trägheit des Gärprozesses unberücksich-
tigt und machte die Steuerung der Biogaser-
zeugung uneffizient.
Durch Einsatz von Seilzugsensoren ist man in
der Lage die Füllmenge im Fermenter kontinu-
ierlich zu erfassen. Für eine konstante Andrück-
kraft wird auf der Folie eine Masse befestigt, die
das Sensorseil auf Spannung hält. Der Sensor
befindet sich im Generatorhaus und ist über
Seilverlängerungen mit der Masse auf der Fo-
lie verbunden. Bei sich ändernder Ausdehnung
der Folie ändert sich auch der gemessene
Weg. Bei abnehmender Füllmenge im Gas-
behälter steigt die Distanz zwischen Folie und
Wegsensor.
Durch die Zunahme des Wegsignals reduziert
die Steuerungseinheit die Drehzahl des Strom-
aggregats, um die Soll-Füllmenge im Gasbe-
hälter wieder herzustellen.
Damit wird die Effizienz der Biogaserzeugung
und -verbrennung um ein Vielfaches gesteigert,
da zu jedem Zeitpunkt des Gärprozesses die
Füllmenge erfasst und ggf. neues Gärmaterial
zugegeben werden kann.
Anwendungen in der Kraftwerkstechnik
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Gründe für die Systemwahl- Geringer Platzbedarf
- Einfache Montage
- Teleskopierbarkeit
Gründe für die Systemwahl- Sehr einfache Montage
- Gutes Preis- / Leistungsverhältnis
- Sehr robuste Sensoren
- Völlig synchrones Anheben möglich
Präzises Synchronhubsystem
Synchronhubsysteme ermöglichen ein weg-
und kraftkontrolliertes Anheben und Senken
von schweren Lasten bzw. die gesteuerte Vor-
schubbewegung großer Bauteile. Dazu werden
an eine zentrale Hochdruckhydraulik (700 bar)
acht oder mehr Zylinder angeschlossen. Der
Verfahrweg jedes einzelnen Zylinders muss zur
synchronen Bewegung als Ist-Wert erfasst und
an die Steuerung/Regelung geliefert werden.
Dazu werden Seilzug-Wegsensoren wireSEN-
SOR der Baureihe P60 eingesetzt. Durch ihre
kompakte Bauform sind sie auch unter beeng-
ten Bedingungen einfach zu montieren. Eine
aufwendige Ausrichtung ist nicht erforderlich.
Das Messseil wird einfach an der Last bzw. am
Bauteil mit einem Haken eingehängt.
Das wegproportionale Ausgangssignal der
Wegsensoren (Widerstandswert, Spannung,
Strom oder Inkremente) wird in eine SPS ein-
gespeist, die damit den Gleichlauf der Zylinder
regelt.
Hubhöhenmessung bei Wartungsarbeiten an Brücken
An Brücken müssen neben Asphaltierungsar-
beiten von Zeit zu Zeit auch die Auflager erneu-
ert werden. Die Auflager widerstehen höchsten
Belastungen, da sie das Gewicht des Überbaus
der Brücke tragen und auch die Vibrationen
und Dehnungen der Brücke aufnehmen. Über
viele Jahre können sich die Eigenschaften der
Gummilager verändern, weshalb sie von Zeit zu
Zeit ausgetauscht werden.
Für derartige Wartungsarbeiten werden die
Brückenpfeiler lastfrei gesetzt, wozu Schwerl-
astheber eingesetzt werden.
Dazu wird die Brücke um 10 mm bis 15 mm
angehoben. Nachdem die Wartungsarbeiten
beendet sind, wird der Oberbau auf die neuen
Auflager abgesenkt.
Wichtig beim Anheben von Brücken ist ein ab-
solut synchroner Hubvorgang, damit keine Tor-
sionskräfte die Brücke beschädigen können.
An jeder Ecke der Brücke wird ein Schwerlast-
heber angebracht, die über ein Steuerungs-
system verbunden sind. Zusätzlich werden zu
jedem Schwerlastheber Seilzugsensoren ein-
gesetzt, welche den aktuellen Hub an die Steu-
erung melden.
Ein bedeutender Hersteller von Schwerlast-
hebern verwendet dafür wireSENSORen P60
von Micro-Epsilon, wegen ihrer robusten Aus-
führung und des hervorragenden Preis- / Leis-
tungsverhältnisses.
Sonstige Anwendungen
Am Synchronhubsystem werden die Messwer-
te über einen PC angezeigt und die Parame-
ter der Hebung/Senkung sowie die zulässigen
Toleranzen und die Grenzen des Verfahrweges
eingestellt. Die Wege (Positionen) können
auch über digitale Einbau-Anzeigen (Zubehör)
ausgegeben werden.
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Verfügbare Sensorbaureihen
wireSENSOR MK30/MK77/MK120 wireSENSOR MPM/MPW wireSENSOR P60/P96Die Serie MK ist in Messbereichen zwischen
50 mm und 7500 mm erhältlich. Die Sensoren
zeichnet ein robustes Kunststoffgehäuse und
die besonders kleine Bauform aus. Erhältlich
sind die Ausgänge Potentiometer und Inkre-
mentalencoder. MK-Sensoren besitzen eine be-
sonders hohe Lebensdauer, eine hohe Schutz-
klasse und hohe Präzision.
Für weite Messstrecken wie in Aufzügen zum
Beispiel werden die Sensoren P200 eingesetzt.
Ihr Messbereich reicht bis zu 50 m und stellt
damit die erreichbare Obergrenze für Messbe-
reiche von Seilzugsensoren dar. Die dennoch
kompakte Bauform und die flexiblen Einsatz-
möglichkeiten dank Montagenuten ermögli-
chen vielfältige Anwendung.
wireSENSOR P115 wireSENSOR P200 wireSENSOR Mechaniken
Für kundenspezifische Encoder oder Poten-
tionmeter werden verschiedenste Seilzugme-
chaniken bis zu 15 m Messbereich angeboten.
Diese Mechaniken bestehen aus dem gesam-
ten Sensor lediglich ohne Elektronikbauteil.
Der Kunde kann über einen speziellen Adapter
nahezu jeden Encoder an die Mechanik mon-
tieren.
Für größere Messbereiche steht die Serie P115
zur Verfügung. Ebenfalls mit Montagenuten und
Metallgehäuse und höherer Federkraft ist die
Serie P115 mit Sensoren der Serien P96 und
P60 vergleichar. Es werden Messbereiche zwi-
schen 3 m und 15 m bedient. Zur Anbindung
des Sensors werden alle gängigen Feldbusse
und Analogausgänge zur Verfügung gestellt.
Die Serie MPM /MPW mit den Messbereichen
von 50 mm bis 1000 mm wird bei besonders
anspruchsvollen Umgebungsbedingungen ein-
gesetzt. Dabei kann die Seilbeschleunigung be-
sonders schnell erfolgen, bis 100 g Beschleu-
nigung wird die Lebensdauer nicht beeinflusst.
Trotz des robusten Metallgehäuses besitzt der
Sensor eine erstaunlich kleine Bauform. Zur ho-
hen Sensorflexibilität trägt der Montageflansch
bei. Dieser wird fest verschraubt, der Sensor
bleibt darauf frei drehbar.
Mit Messbereichen zwischen 100 mm und 1500
mm für die Serie P60 und 2000 mm bzw. 2500
mm für P96 werden sehr viele Anwendungen
erreicht. Diese Sensoren sind wegen dem Me-
tallgehäuse äußerst robust und können mit den
Montageschienen sehr leicht montiert werden.
Markantes Merkmal ist die hohe Federkraft, mit
der das Seil bei horizontaler Montage kaum
durchhängt.
Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & CO. KG A member of micro-epsilon group
Königbacher Strasse 1594496 Ortenburg
Tel. 0 85 42/1 68-0Fax 0 85 42/1 68 90
Zertifiziert nach DIN EN ISO 9001 : 2000 Änderungen vorbehalten
Spezifische SensorenTrotz der vielen wireSENSOR Modelle sind
je nach Anwendung applikationspezifische
Anpassungen am Sensor nötig. Für Serie-
neinsätze modifizieren wir den Sensor ge-
mäß Ihren Anforderungen. Häufige Ände-
rungen betreffen die Länge und Ausführung
des Messseils, die Spannkraft des Feder-
pakets oder verschiedene Ausgangsarten.
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