Dank Hyperwave-Technologie höhere Toleranz gegenüber Vibrationen und Stößen

Massedrucksensoren sind ein wichtiges Instrument zur Regelung und Sicherung des Extrusionsprozesses. Sie sind auch unverzichtbare elektronische Bausteine für eine erfolgreiche Maschine-zu-Maschine- und Mensch-zu-Maschine-Kommunikation und gestatten den optimalen Datenaustausch zwischen den verschiedenen Automatisierungssystemen, die Maschinensteuerung und -synchronisierung sowie die Überwachung der Produktionsanlagen.

Speziell für die Anforderungen von Industrie 4.0 stattet Gefran daher seine neuesten Sensoren, Leistungssteller und Regler mit dem Kommunikationsstandard IO-Link und RTE/ProfiNET für den ehternetbasierten Datenaustausch in Echtzeit aus. Das IO-Link-Protokoll gestattet die Selbstdiagnostik der Sensoren zur vorbeugenden Wartung und Vermeidung von Maschinenstillständen. Weiterer Vorteil: die IO-Link-Sensoren stellen zusätzlich zum Drucksignal auch ein Temperatursignal in der Messspitze bereit und erhöhen damit die Zahl der Prozessparameter.

Seit rund 50 Jahren entwickelt und fertigt Gefran Wegaufnehmer zur Erfassung von Position und Weg verfahrender Maschinenteile, die auf der potentiometrischen und seit 20 Jahren auch auf der magnetostriktiven Technologie basieren.

Gefran stattete die jüngste Generation der magnetostriktiven Wegaufnehmer mit Hyperwave-Technologie aus. Dank einer veränderten Anordnung der Empfängerspule wird der longitudinale Wellenanteil mechanisch ausgeblendet und nur der gewünschte torsionale Signalanteil geht in die Messung ein. Dadurch ist das Signal-Rausch-Verhältnis der Hyperwave-Sensoren um ein 15-Faches besser als bei den Vorgängermodellen. Damit ist das Signal wesentlich stabiler gegenüber Vibrationen und Schock und garantiert eine hohe EMV-Störfestigkeit der berührungslosen Positionsaufnehmer sowie deren durchgehend präzisen und kontinuierlichen Betrieb.

Zudem gewährleisten Hyperwave-Sensoren eine hohe Wiederholgenauigkeit bei einem sehr geringen Nichtlinearitätsfehler. Sie eignen sich für ein breites Temperaturspektrum von -30 bis + 90 Grad Celsius und beweisen auch bei Extremwerten besondere Zuverlässigkeit. Im Detail zeichnen sich die magnetostriktiven Wegaufnehmer mit Hyperwave-Technologie durch eine hohe Toleranz gegenüber Vibrationen und Stößen aus. Die Positionsbestimmung erfolgt durch die Wechselwirkung zweier Magnetfelder: Das erste Magnetfeld wird durch einen Stromimpuls entlang des gesamten Sensors erzeugt und interagiert mit dem zweiten, bestehend aus dem Positionsmagneten, der an der bewegten Achse befestigt wird. Die magnetostriktive Funktionsweise ohne mechanischen Kontakt macht das System nahezu verschleißfrei, reduziert damit die Ausfallzeiten deutlich und sorgt für eine fast unbegrenzte Lebensdauer. Zudem sind die Geräte mit einem wasserdichten Gehäuse nach Schutzart IP67 ausgestattet.

Gefran bietet die berührungslosen Wegaufnehmer wahlweise als Profil- oder Stabbauform an. Die Bauart Profil ist universell einsetzbar und lässt sich einfach mit Halterungen direkt an der zu messenden Struktur montieren. Der Positionsgeber ist wahlweise frei oder geführt.

In der Stabbauform aus Edelstahl AISI 316L werden Hyperwave-Wegaufnehmer vor allem in Hydraulikzylindern mit Betriebsdrücken bis 350 bar eingesetzt, um die Position des Kolbens in Echtzeit zu erfassen. Sie können dank einer magnetischen Schwimmerausführung auch als Füllstandsensor verwendet werden. Beide Bauformen sind mit Analogsignal oder digitalen Schnittstellen (zum Beispiel SSI, Feldbusse wie CANopen, Profibus, Profinet) lieferbar. Dabei ermöglicht die große Auswahl an Analogausgängen die direkte Messung von Weg und Geschwindigkeit sowie die inverse Messung mit höchster Präzision und maximaler Wiederholgenauigkeit.

Beide Hyperwave-Bauarten sind in drei verschiedenen Varianten erhältlich: General mit einem Messbereich bis zu 1500 mm, Plus bis zu 2500 mm und Advanced bis zu 4000 mm. Typische Anwendungen sind Tänzerregelung (Basisausführung), Pressen (Plus-Ausführungen) und Spitzgießmaschinen, Windkrafträder oder Staumauertore (Advanced-Variante). Seit dem ersten Quartal 2020 wird die Advanced-Variante mit einer Profinet-Schnittstelle erweitert, die speziell auf die Anforderungen der Metallindustrie ausgelegt ist.

Um die Anforderungen von Industrie 4.0 zu erfüllen, stattet Gefran seine Produkte kontinuierlich mit der Schnittstelle IO-Link aus. Dazu zählen auch die Wegaufnehmer der Hyperwave-Serie. Die neue Serie erfüllt die stetig steigenden Anforderungen hinsichtlich Stoß- und Vibrationsfestigkeit sowie insbesondere EMV-Störfestigkeit.  aru