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Mobile Maschinen 1/2017

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MOBILE AUTOMATION In

MOBILE AUTOMATION In luftiger Höhe Sensorlösungen für die Sicherheit mobilhydraulischer Hebezeuge Mobile Hebezeuge wie Löschfahrzeuge, Hebebühnen oder Spider-Plattformen sind mit einer Vielzahl von Sensoren ausgestattet, die eine weitgehende Automatisierung der Maschinen ermöglichen und eine maximale Sicherheit des Personals gewährleisten. Der Sensorikspezialist Gefran bietet ein umfangreiches Portfolio an Sensoren für die Mobilhydraulik an. Wenn die Feuerleiter nicht mehr ausreicht, um an den Brandherd zu gelangen, werden Feuerwehrleute und Löschmittel über mobile Hubarbeitsplattformen in große Höhen gehoben. Ein Ausleger bringt die Plattform in Position. Dabei prüfen Sensoren permanent gemäß EN 13849 Neigung und Gewicht der Personenplattform, sowie Winkel und Länge des Auslegers. In einem konkreten Fall sollte die Neigung des Kranführerkorbs nicht mehr als ± 7 ° betragen und die Fahrzeugbasis sollte sich um nicht mehr als ± 3 ° neigen. Hierfür wurde am Ausleger direkt unterhalb der Personenplattform als auch an der Fahrzeugbasis je eine Sonderausführung des GIB-Neigungssensors von Gefran installiert. Der kontaktlos arbeitende Sensor nutzt die MEMS-Technik (MEMS = mikroelektromechanische Systeme) und ist standard mäßig für Messbereiche von ± 10 °, ± 15 °, ± 20 °, ± 30 °, ± 45 °, ± 60 ° und ± 85 ° (x-/Y-Achse) sowie 180° (Z-Achse) verfügbar. Er besitzt analoge und digitale CANopen-Ausgänge und zeichnet sich neben seiner hohen Schock- und Vibrationsfestigkeit auch durch eine optimale elektromagnetische Verträglichkeit aus. Sensoren am Ausleger von Löschfahrzeugen Zusätzlich kontrolliert ein Winkelsensor wie der GR die Position der Drehstation, über die der Ausleger um 360 ° gedreht werden kann. Der Bediener weiß dadurch jederzeit, auf welcher Position sich die Drehstation befindet und erkennt so ein Überdrehen und dadurch bedingte Schäden. Da der Sensor auf dem berührungslosen Hall-Effekt basiert, ist er verschleißfrei und langlebig. Zudem besitzt er die Schutzart IP69K und kann in Schritten von ± 15 ° programmiert werden. Winkelsensoren aus dem Hause Gefran verfügen über die E1 Zertifizierung und sind mit oder ohne Schaft verfügbar. Der Schaft sorgt für einen festgelegten schützenden Abstand zwischen Sensor und Magnet. Die Variante ohne Schaft bietet dagegen mehr Flexibilität bei der Montage. Mit dem potentiometrischen Seilzugaufnehmer GSF lässt sich messen, wie weit der Ausleger ausgefahren ist. Dieser ist für Messbereiche zwischen 1 800 und 8 300 mm konzipiert. Auch finden Seilzugaufnehmer an den Stabilisatoren der Plattformbasis Verwendung, um an jeder Stütze zu messen, in welchem Abstand zum Fahrzeug diese bereits ausgefahren ist. Drucksensoren an den Stützen liefern zudem Informationen zur Überwachung des Hydraulikdrucks. Dies dient sowohl der Erfassung der ausgefahrenen Länge der Stütze als auch der Lasterfassung bzw. dem -ausgleich. Neigt sich die Plattform, werden einzelne Stützen stärker belastet als andere. Durch die Erhebung der Werte kann die Belastung abgeglichen und die Last verteilt, bzw. einer Überlastung vorgebeugt werden. Weiterhin gibt die Druckerfassung Aufschluss über die Beschaffenheit bzw. Festigkeit des Untergrunds auf denen die Stützen stehen. Um Sicherheitsstandards 26 Mobile Maschinen 1/2017

MOBILE AUTOMATION 01 Der GIB-Sensor ist so konzipiert, dass aus zwei mit einem Distanzstück (BUS027) verbundenen Sensoren eine redundante Version realisiert werden kann (oben links) 02 In der Version GIG eignet sich der Neigungssensor u. a. für die Steuerung der Neigung des Auslegers von Hebezeugen (oben rechts) 03 Die Winkelsensoren GRA (mit Welle, r.) und GRN (ohne Welle, l.) für die Mobilhydraulik basieren auf der Hall-Technologie (unten links) 04 Der potentiometrische Seilzugaufnehmer GSF übernimmt bei Hebezeugen u.a. die präzise Steuerung der Teleskopausschübe und seitlichen Stützausleger, um die Stabilität des Krans zu gewährleisten (unten rechts) zu gewährleisten, ist die Erfassung der Fahrzeugneigung also erforderlich. Auch bei den Hydraulikzylindern, die den Ausleger in die Höhe bewegen, ist eine Überwachung des hydraulischen Drucks notwendig, da die Last am Ausleger den Druck im Hydraulikkreislauf beeinflusst. Je schwerer die anliegende Last ist, desto höher steigt der Druck, um sie heben zu können. Um einen Überdruck zu vermeiden, ist eine permanente Drucküberwachung erforderlich. Typischerweise werden zu diesem Zweck an der Hydraulikpumpe, die den Druck des Hydrauliksystems lastabhängig regelt, Druckmessumformer wie der KH von Gefran eingesetzt. Das Gehäuse sowie alle messstoffberührten Teile dieses nach EN 62061 SIL2-zertifizierten Sensors bestehen vollständig aus Edelstahl und sind somit resistent gegen starke Stöße und Vibrationen. Mithilfe der Sensoren von Gefran und der Kombination der Messwerte für das Gewicht des Kranführerkorbs, der aktuellen Spannweite des Auslegers und des Winkels zwischen Ausleger und Fahrzeugbasis wird die Bewegung des Auslegers gestoppt und ein Umkippen des Hebefahrzeugs vorgebeugt. Beispiel Scherenhebebühne Druckmessumformer wie der SIL2-zertifizierte KH finden in allen Hydraulikkreisen von Hebezeugen Verwendung. Auch bei diesen ermöglichen hydraulische Zylinder die Auf- und Abwärtsbewegung der Arbeitsplattform, der Baggerschaufel oder der Staplergabel. Die Drucksensoren erfassen in diesen Fällen ebenfalls den Druck im Hydraulikkreislauf. Abhängig von der Last, die auf die Hydraulikzylinder wirkt, wird dieser geregelt, um bei Erreichen eines kritischen Werts die Bewegung zu stoppen. In der aktiven Oszillationsachse von Scherenbühnen sind gewöhnlich zwei Neigungssensoren wie der GIB verbaut. Diese Achse erfasst das Terrain und sorgt dafür, dass alle Räder auch auf unebenem Gelände Kontakt mit dem Boden haben. Melden die Sensoren das Erreichen einer vorgegebenen kritischen Neigung, wird die Arbeitsplattform nicht weiter ausgefahren bzw. wieder eingeholt, um ein Umstürzen zu verhindern. Auch in der Lenkungssteuerung von Scherenhebebühnen sorgen Sensoren für Sicherheit. So übernimmt z. B. der Winkelsensor GRN die Lenksteuerung der Hubfahrzeuge. Bilder: Gefran www.gefran.com