Mobilkrane kommen dort zum Einsatz, wo schwere Lasten flexibel und häufig unter anspruchsvollen Bedingungen bewegt werden müssen. Dabei spielt die korrekte Ausrichtung der Maschine eine wichtige Rolle. Bereits geringe Abweichungen von der vorgesehenen Position können die Standsituation und damit die zulässigen Betriebsbedingungen beeinflussen. Eine zuverlässige Erfassung der Neigung liefert deshalb wichtige Informationen für die Überwachung und Steuerung des Krans.
Eine typische Anwendung für Neigungssensoren ist die Erfassung des Aufstellwinkels des Kranarms beziehungsweise Mastes. Je nach Bauart und Messaufgabe kann der Sensor dazu am beweglichen Aufbau des Krans positioniert werden und dessen Winkelstellung erfassen. Die gemessenen Werte können anschließend in der Maschinensteuerung verwendet werden, um die aktuelle Position des Kranarms zu bestimmen und diese mit den für den jeweiligen Betriebszustand vorgesehenen Grenzen abzugleichen.
Gerade bei einem Mobilkran ist dabei eine präzise Messung entscheidend. Der Kran arbeitet häufig nicht auf vollkommen ebenem Untergrund und muss gleichzeitig hohe Lasten sicher bewegen. Die Neigung des Fahrzeugs kann damit ebenso relevant sein wie die Stellung des Kranarms. Eine Winkelmessung direkt an der jeweiligen Komponente schafft die Grundlage für eine kontinuierliche Überwachung der aktuellen Position.
Für diese Aufgabe bietet WayCon mit der NGK-Serie kompakte Neigungssensoren für die einachsige oder zweiachsige Messung. Je nach Ausführung stehen Messbereiche von 0 bis 360 Grad beziehungsweise von ±10 Grad bis ±85 Grad zur Verfügung. Die Linearität beträgt ±0,1 Grad und die Wiederholgenauigkeit liegt bei ≤0,2 Grad. Damit eignet sich die Serie für Anwendungen, bei denen Winkeländerungen präzise erfasst und als analoges Messsignal an eine übergeordnete Steuerung weitergegeben werden sollen.
Eine zweite wichtige Anwendung findet sich bei der Fahrzeugnivellierung. Bevor ein Mobilkran seine eigentliche Arbeit aufnimmt, muss die Maschine am Einsatzort entsprechend ausgerichtet und abgestützt werden. Gerade auf unebenem Untergrund ist es wichtig zu erkennen, wie stark das Fahrzeug in Längs- und Querrichtung geneigt ist. Ein zweiachsiger Neigungssensor kann hierzu beide Neigungsrichtungen gleichzeitig erfassen. Die Messwerte können anschließend von der Steuerung genutzt werden, um den Nivelliervorgang zu überwachen oder die Position der Abstützungen gezielt zu korrigieren.
Die Neigungsmessung übernimmt dabei nicht selbst die Funktion eines Umkippschutzes. Sie liefert vielmehr eine wichtige Messgröße, auf deren Basis ein übergeordnetes System die Fahrzeugneigung beurteilen und entsprechende Maßnahmen einleiten kann. Welche Grenzwerte gelten und welche Reaktionen bei deren Überschreitung erfolgen, hängt von der jeweiligen Konstruktion und dem Sicherheitskonzept der Maschine ab.
Für den Einsatz an mobilen Arbeitsmaschinen sind neben der Messgenauigkeit auch die Umgebungsbedingungen ein wichtiger Faktor. Mobilkrane sind Vibrationen, Stößen, Feuchtigkeit und großen Temperaturschwankungen ausgesetzt. Die NGK-Serie verfügt deshalb über die Schutzart IP68/IP69K und ist für einen Arbeitstemperaturbereich von −40 bis +85 °C ausgelegt. Schockbelastungen bis 1000 m/s² für 6 ms sowie Vibrationen bis 100 m/s² bei 10 bis 2000 Hz sind ebenfalls spezifiziert. Das kompakte Gehäuse erlaubt dabei platzsparenden Einbau.
Auch bei der elektrischen Integration ist die Serie auf eine industrielle Anwendung ausgelegt. Je nach Variante stehen analoge Strom- oder Spannungsausgänge zur Verfügung, darunter 4 bis 20 mA sowie verschiedene Spannungssignale von 0 bis 5 V, 0,1 bis 4,9 V, 0,5 bis 4,5 V und 0 bis 10 V. Die Versorgung erfolgt abhängig von der Ausführung mit 10 bis 30 VDC beziehungsweise 15 bis 30 VDC.
Die NGK-Sensoren erfassen die Neigung mit einer Abtastrate von 50 Hz. Zusätzlich lässt sich die Grenzfrequenz des integrierten Butterworth-Filters zwischen 0,1 und 10 Hz festlegen. Damit kann das Ausgangssignal an die jeweilige Messaufgabe angepasst werden. Für eine Anwendung am Mobilkran bedeutet das beispielsweise, dass sich eine geeignete Einstellung für die Erfassung der relativ langsamen Neigungsänderungen bei der Fahrzeugnivellierung oder bei der Winkelverstellung des Kranarms wählen lässt.
Mit ihrer Kombination aus kompakter Bauform, ein- oder zweiachsiger Neigungsmessung, verschiedenen Messbereichen und analogen Ausgangssignalen bietet die NGK-Serie eine flexible Lösung für die Erfassung von Maschinenneigungen. Am Mobilkran kann die Sensorik damit an unterschiedlichen Stellen eingesetzt werden, beispielsweise zur Erfassung der Winkelstellung des Kranarms oder zur Überwachung der Fahrzeugneigung während der Nivellierung. Die eigentliche Auswertung und sicherheitsgerichtete Reaktion erfolgt dabei innerhalb des übergeordneten Maschinenkonzepts.
So wird aus einer vergleichsweise kleinen Messkomponente eine wichtige Informationsquelle für mobile Maschinen: Der Neigungssensor liefert präzise Daten darüber, wie sich eine Maschine oder ein bewegliches Maschinenteil im Raum ausrichtet. Für Anwendungen, bei denen Position, Ausrichtung und Stabilität eng miteinander verbunden sind, schafft dies eine belastbare Grundlage für die weitere Steuerung und Überwachung.
Technische Details finden Sie im Datenblatt NGK.
Weitere Informationen finden Sie auf unserer Produktseite Neigungssensoren.
Seit 1999 entwickelt und produziert WayCon Positionsmesstechnik GmbH hochpräzise Sensoren zur Positions- und Abstandsmessung. Mit Hauptsitz in Ottobrunn bei München, einer Zweigniederlassung in Brühl bei Köln und Distributoren in über 40 Ländern bietet das innovative Unternehmen seine Produkte weltweit an. Ziel ist es, den Kunden optimale Lösungen zum Thema Messtechnik bereitzustellen: Von hochwertigen Sensoren aus dem Standard-Sortiment bis zu kundenspezifischen Lösungen, vom Prototyp bis zur Serie – für verschiedenste Anwendungsbereiche in Industrie und Forschung. Die in Taufkirchen hergestellten Produkte unterliegen strengsten Qualitätsanforderungen und werden ausnahmslos mit Kalibrierzertifikat ausgeliefert.
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