Delfine als Vorbild Überwachung hydraulischer Spannelemente

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Mit seinem neuen Ultraschall-Positionssensor hat der Sensor- und Automatisierungsspezialist Balluff eine innovative Lösung zur Kontrolle hydraulischer Spannelemente entwickelt. Es ist das erste Produkt dieser Art auf dem Markt und seit August erhältlich. Vorbild für die Technologie: das Echo-Ortungssystem von Delfinen.

«Unser BFD-Sensor ergänzt unser umfangreiches Portfolio der Positionsmessung und schliesst mit Blick auf Kurzhubzylinder zugleich eine wichtige Lücke», sagt Balluff Produktmanager Christian Seyfried. «Vor allem Hersteller der entsprechenden Komponenten profitieren davon – aber ebenso Maschinenhersteller und Fertigungsunternehmen, die eine Komplettlösung zur Positionskontrolle benötigen.»

Delfine machen es vor

Ultraschall-Sensoren ermitteln Abstände, indem sie die Zeit einer Ultraschallwelle zwischen Senden und Empfangen messen. Balluffs BFD-Sensor gibt Ultraschallwellen in die Hydraulikflüssigkeit von Kurzhub-Spannelementen wie Schwenkspannern oder Blockzylindern. Das Vorbild für die Technologie findet sich direkt in der Natur – und zwar bei Delfinen. Diese senden ebenfalls Ultraschallwellen ins Wasser und können sich damit ein räumliches Bild ihrer Umgebung machen, Beute finden und Feinde rechtzeitig erkennen.

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Der BFD-Sensor wiederum nutzt die Ultraschallwellen, um direkt, kontinuierlich und schnell den jeweiligen Spannvorgang und auch den Spannzustand zu erfassen. Durch die wirtschaftliche Erfassung beider Werte in einem Sensor erfüllt die Lösung die steigenden Anforderungen an die Maschinensicherheit. Mögliche Abweichungen in der Ölversorgung, Gussfehler, Konturdifferenzen oder verformte Werkstücke können somit frühzeitig erkannt werden. Wartungsmassnahmen erfolgen schnell. «Weil der gesamte Spannvorgang überwacht wird, kann der Kunde zudem Druckschwankungen der Hydraulikeinheit, Defekte im Schwenkmechanismus oder beschädigte Dichtungen rechtzeitig erkennen und beheben», so Seyfried.

Ideal für «Plug & Play»

Balluffs Ultraschall-Positionssensor überzeugt mit einer leistungsstarken Messung über den gesamten Messbereich (0…80 mm), einer hohen Wiederholgenauigkeit von ±50 µm und einer Linearitätsabweichung von ±250 µm. Dank einer kompakten Bauform kann er unkompliziert in den Bearbeitungstisch integriert werden. Eine hohe Druckbeständigkeit bis 350 bar, die Schutzart IP67 und eine Betriebstemperatur 0…85 Grad Celsius er-möglichen die Nutzung in den meisten hydraulischen Spannelementen. Zudem bietet der Sensor die Positionskontrolle und Steuerung von Hydraulikventilen und kommt auch bei der Überwachung von Werkstückspannungen in der Metallbearbeitung und in Fertigungslinien mit sehr hohem Automatisierungsgrad zum Einsatz. «Das Messsystem passt sich kontinuierlich dem jeweiligen Hydrauliköl sowie Druck- und Temperaturschwankungen an. Zusätzlich zu einem kleinen Formfaktor und standardisierten, beliebig konfigurierbaren Schnitt-stellen macht das den BFD-Sensor ideal für «Plug & Play» in unterschiedlichen Medien – und ermöglicht stets einen zuverlässigen Betrieb, ganz ohne Kalibrierung», erklärt Seyfried.

Den Zustand im Blick dank Condition Monitoring

Im IO-Link-Betrieb liefert der Sensor weitere wichtige Zustandsdaten zur Signalqualität oder Gerätetemperatur und erfasst kritische Veränderungen wie Luft oder Partikel im Hydrauliksystem. «Das Messsystem arbeitet hochpräzise und erkennt selbst kleinste Toleranzabweichungen der gespannten Rohteile», so Seyfried. «Die Positionsdaten der Spanner werden den einzelnen Werkstücken automatisiert zugeordnet. Das ermöglicht eine effektive Qualitätssicherung.» Mit induktiven Kopplern (BIC), Analog-Digital-Hubs oder IO-Link-Wireless-Komponenten stehen zudem Lösungen für eine drahtlose Einbindung zur Verfügung.

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