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Mobile Maschinen 6/2018

Mobile Maschinen 6/2018

SCHLEIFRINGE EINMAL UM

SCHLEIFRINGE EINMAL UM DIE EIGENE ACHSE Die mobile Automation ist breit gefächert und es gibt etliche Anwendungen, bei denen Sensoren wie Drehgeber, Seilzuggeber, Neigungssensoren oder aber auch Schleifringe eingesetzt werden können. Der Sensorik-Spezialist Kübler fokussiert sich hierbei auf wesentliche Applikationen wie Holzernte- Maschinen, auch als Harvester bezeichnet. Dr. Reinhold Weiland, Business Unit Manager, sprach mit uns über deren applikationsspezifischen Einsatz. Die steigenden Sicherheitsanforderungen machen auch in der mobilen Automation keinen Halt. Immer mehr Sensoren werden eingesetzt, um den Menschen bei der Arbeit mehr Sicherheit zu bieten. Eine zuverlässige Datenübertragung zwischen Sensorik und Steuerung ist hier essentiell. Ebenso spielt hier die Übertragung elektrischer Lasten eine wichtige Rolle. Und nicht zuletzt fordert diese Branche kostenoptimierte Lösungen und bestenfalls noch kompakt und somit platzsparend. Kübler hat sich dieser Aufgabe gestellt und bietet spezielle Schleifringe für die mobile Automation an. Holz ernte-Maschinen fällen Bäume im Minutentakt und müssen in allen Umgebungen zuverlässig eingesetzt werden können. Der Harvesterkopf bzw. Greifer ist das Kernstück dieser Maschine, welcher nicht nur den Baum fällt, sondern auch die unterschiedlich großen Holzstämme weiterverarbeitet. Dieser wird bis dato häufig mittels Schleppkabeln mit elektrischer Leistung versorgt. Die Schleppkabel dienen auch der Übertragung der Feldbus- Signale. Dies bringt aber im Arbeitsalltag wesentliche Einschränkungen hinsichtlich Drehbarkeit mit sich. Schleifringe sind die 360°-Lösung. Durch deren Einsatz verläuft die Last- und Datenübertragung über den Schleifring und der Greifer kann sich somit unbegrenzt um die eigene Achse drehen. Aber nicht nur im Bereich des Harvesterkopfes werden Kübler Schleifringe eingesetzt, sondern auch im Bereich der Fahrerkabine. Die Vielzahl an elektrischen Verbrauchern müssen mit Last versorgt werden und auch die Daten- und Steuersignalübertragung muss hier zuverlässig funktionieren. Kübler bietet hierfür eine besonders kompakte Lösung an, die zwei ineinander gekapselte Schleifringe beinhaltet, um somit den Anforderungen an Einsparung von Platz gerecht zu werden. 30 Mobile Maschinen 2018/06 www.mobile-maschinen.info

Herr Dr. Weiland, welche Vorteile kann der Schleifring- Technologie-Baukasten für den Kunden bieten? Um eine höhere Flexibilität im Design von Schleifringlösungen zu ermöglichen und besser auf individuelle Kunden anforderungen eingehen zu können, haben wir bei Kübler viel Zeit für die Qualifizierung verschiedener Übertragungstechnologien und Ausstattungsmerkmale von Schleifringen eingesetzt. Das Ergebnis ist der Schleifring-Technologie Baukasten. Dadurch können wir schnell und unkompliziert auf Anfragen reagieren und somit eine zugeschnittene Lösung zur Leistungs-, Daten-, Signalübertragung anbieten. Wie gewährleisten Sie die nötige Robustheit für den Einsatz in mobilen Maschinen? Gerade im Einsatz mobiler Maschinen bedarf es eine robuste Bauweise von Schleifringen für eine lange Lebensdauer. Auch ist dabei die Zuverlässigkeit der Signalübertragung aus Sicherheitsgründen essentiell, denn kommt es zu einer Signalunterbrechung, müssen diese zur Not abgeschaltet werden. Die notwendige Kontaktsicherheit im Schleifring er reichen wir bei Kübler sowohl durch die Wahl, als auch die Einstellung der geeigneten Kontakttechnologie, die selbst unter großen Schock- und Vibrationsbelastungen eine ausreichende Kontaktsicherheit bietet. Einen Beitrag zum Schutz der funktionskritischen Bauteile des Schleifrings vor Schmutz und Feuchtigkeit liefern die Bauform bzw. das Dr. Reinhold Weiland, Leiter Geschäftsbereich Übertragungstechnik Gehäuse. Dieses legen wir aus hochwertigen Aluminiumlegierungen oder korrosionsbeständigen Stählen aus. Mit den entsprechenden IP-Schutzklassen IP65 oder IP67 sind unsere Schleifringe somit selbst gegenüber widrigsten Umgebungseinflüssen geschützt. Sie betonen die hohen Übertragungsraten, die die Schleifringe übermitteln können? Wo ist dies in mobilen Maschinen notwendig? In hoch automatisierten Produktionsanlagen werden aufgrund der dort existierenden hohen digitalen Vernetzung bereits Ethernet-basierte Kommunikationsplattformen mit Übertragungsraten im Gigabit-Bereich gefordert. In der mobilen Automation finden bisher Feldbus-Protokolle mit deutlich niedrigeren Übertragungsraten im Bereich mehrerer hundert Kilobit bis wenigen Megabit pro Sekunde Anwendung. Generell gibt es aber auch hier die Tendenz unter anderem aufgrund steigender Sicherheitsanforderungen, mehr und mehr Maschinen- und Umgebungsdaten zu er fassen und zu verarbeiten. Damit steigt natürlich auch die Menge zu übertragender Daten und damit auch die Forderung nach höheren Übertragungsraten. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn Videosignale von Kamerasystemen in Echtzeit übermittelt werden müssen. Die von uns in den Schleifringen für mobile Maschinen eingesetzte Kontakttechnologie bietet die Möglichkeit, diese hohen Datenraten zu realisieren. Welcher Schleifring wurde in der Forstmaschine konkret eingesetzt? Welche technischen Spezifikationen weist dieser auf? Unsere Schleifringe kommen in Forstmaschinen sowohl in Harvesterköpfen als auch im Forstfahrzeug selbst an der Schnittstelle zwischen Fahrerkabine und Unterwagen zur Anwendung. Für den Einsatz im Harvesterkopf haben wir mit dem SR075 eine sehr kompakte und zuverlässige Schleifringlösung entwickelt, die es ermöglicht, auch unter den in diesen Anwendungen üblichen rauen Umgebungsbedingungen elektrische Leistung und Signale zwischen Harvesterkopf und Fahrzeug zu übertragen. Im Fahrzeug selbst versorgen zwei in sich gekapselte Schleifringe die Fahrerkabine mit Strom und übertragen die Steuersignale. In beiden Anwendungsfällen ermöglicht der Schleifring jeweils die vollständige 360°-Drehbarkeit des Vollerntekopfes und der Fahrerkabine. Die elektrischen Anforderungen liegen hier bei der Übertragung von elektrischen Leistungen bis 40 A und der Übertragung elektrischer Signale sowie Feldbus-Daten (CanBus). Sie sprechen davon, dass die Schleifringe wartungsfrei arbeiten. Gilt dies auch für den Einsatz in mobilen Arbeitsmaschinen, die unter extremen Umgebungsbedingungen ihren Dienst verrichten? Wie wird dies gewährleistet? Bei den in mobilen Arbeitsmaschinen üblichen Umdrehungsgeschwindigkeiten sind unsere entwickelten Schleifring- Lösungen wartungsfrei. Es müssen weder Kontakte getauscht noch geschmiert werden. Dies gilt auch für den Einsatz in rauen Umgebungsbedingungen. Hier gilt es, das Innere des Schleifrings gegen Schmutz und Feuchtigkeit zu schützen. Zu diesem Zweck verfügen die eingesetzten Schleifringe über eine ausreichend hohe IP-Schutzklasse. www.kuebler.com www.mobile-maschinen.info Mobile Maschinen 2018/06 31

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