Anwendungsübersicht wireSENSOR

Mehr Präzision.

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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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3

2

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4

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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

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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.