Sensorlösungen für Hebezeuge

Wenn die Feuerleiter nicht mehr ausreicht, um an einen Brandherd zu gelangen, werden Feuerwehrleute und Löschmittel über mobile Hubarbeitsplattformen in große Höhen gehoben. Ein Ausleger bringt die Plattform präzise in Position. Eine Reihe von Sensoren überwacht dabei die Bewegungen von Plattform, Plattformbasis und Ausleger. Spezielle Sensoren prüfen zum Beispiel permanent gemäß EN 13849 Neigung und Gewicht der Personenplattform, sowie Winkel und Länge des Auslegers. Ein Anwender installierte dafür sowohl am Ausleger direkt unterhalb der Personenplattform als auch an der Fahrzeugbasis je eine Sonderausführung des GIB-Neigungssensors von Gefran. Der kontaktlos arbeitende Sensor nutzt die MEMS-Technik (mikroelektromechanische Systeme) und ist standardmäßig für Messbereiche von ± 10, 15, 20, 30, 45, 60 und 85° (X-/Y-Achse) sowie 180° (Z-Achse) lieferbar. Er verfügt über analoge und digitale (Canopen-)Ausgänge und zeichnet sich neben seiner hohen Schock- und Vibrationsfestigkeit auch durch eine sehr gute elektromagnetische Verträglichkeit aus.

Zusätzlich kontrolliert ein Winkelsensor die Position der Drehstation, über die der Ausleger um 360° gedreht werden kann. Der Bediener weiß dadurch jederzeit, auf welcher Position sich die Drehstation befindet. Er erkennt damit ein Überdrehen und kann dadurch bedingte Schäden, wie ein Abreißen von Schläuchen oder Kabeln, rechtzeitig verhindern. Ein solcher Winkelsensor ist beispielsweise der GR, der in Schritten von ±15° programmiert werden kann. Da der Sensor auf dem berührungslosen Hall-Effekt basiert, unterliegt er keinem Verschleiß und besitzt eine unbegrenzte mechanische Lebensdauer sowie die Schutzart IP69K. Die Winkelsensoren verfügen über die E1-Zertifizierung und sind mit oder ohne Schaft erhältlich.

Um zu messen, wie weit der Ausleger ausgefahren ist, kommen Seilzugsensoren, wie beispielsweise der potentiometrische Seilzugaufnehmer vom Typ GSF zum Einsatz. Er ist je nach zu messender Länge für Messbereiche zwischen 1.800 und 8.300 mm erhältlich. Seilzugaufnehmer finden ebenfalls an den Stabilisatoren der Plattformbasis Verwendung.

Hier messen sie an jeder Stütze, in welchem Abstand vom Fahrzeug diese bereits ausgefahren ist. Das ist für Personenplattformen wichtig, die oft nahe an Häusern zum Einsatz kommen. Zusätzliche Informationen zur Überwachung des Hydraulikdrucks liefern Drucksensoren an den Stützen. Dies dient zum einen der Erfassung der ausgefahrenen Länge der Stütze und zum anderen der Lasterfassung beziehungsweise dem Lastausgleich. Neigt sich die Plattform, werden einzelne Stützen stärker belastet als andere. Durch die Erfassung der Werte über die Seilzugaufnehmer kann die Belastung abgeglichen und die Last verteilt, beziehungsweise einer Überlastung vorgebeugt werden.

Auch bei den Hydraulikzylindern, die den Ausleger in die Höhe bewege, ist eine Überwachung des hydraulischen Drucks erforderlich, denn die Last am Ausleger beeinflusst den Druck im Hydraulikkreislauf. Je schwerer die anliegende Last ist, desto höher steigt der Druck, um sie heben zu können. Um einen Überdruck zu vermeiden, ist eine permanente Drucküberwachung erforderlich. Typischerweise werden zu diesem Zweck an der Hydraulikpumpe, die den Druck des Hydrauliksystems lastabhängig regelt, Druckmessumformer wie der KH eingesetzt. Mithilfe der Sensoren und der Kombination der Messwerte für das Gewicht des Kranführerkorbs, der aktuellen Spannweite des Auslegers und des Winkels zwischen Ausleger und Fahrzeugbasis wird die Bewegung des Auslegers gestoppt und einem Umkippen des Hebefahrzeugs vorgebeugt.

Druckmessumformer finden in allen Hydraulikkreisen von Hebezeugen wie Baggern, Gabelstaplern und Scherenhebebühnen Verwendung. Auch hier sorgen hydraulische Zylinder für die Auf- und Abwärtsbewegung der Arbeitsplattform, der Baggerschaufel oder der Staplergabel. Die Sensoren erfassen in diesen Fällen ebenfalls den Druck im Hydraulikkreislauf. Abhängig von der Last, die auf die Hydraulikzylinder wirkt, wird dieser geregelt. Bei Erreichen eines vorgegebenen kritischen Werts wird die Bewegung gestoppt.

In der aktiven Oszillationsachse von Scherenbühnen sind üblicherweise zwei Neigungssensoren wie der GIB verbaut. Diese Achse erfasst das Terrain und sorgt dafür, dass alle vier Räder auch auf unebenem Gelände Kontakt mit dem Boden haben. Melden die Sensoren das Erreichen einer vorgegebenen kritischen Neigung, wird die Arbeitsplattform nicht weiter ausgefahren oder wieder eingeholt, um ein Umstürzen der Hebebühne zu verhindern.

In einem konkreten Fall wurden GIB-Neigungssensoren mit einem Messbereich von ± 10° für die Erfassung der Personenplattform verwendet. Ein weiterer Sensor erfasst die Neigung des hydraulischen Auslegers, der die Bühne auf unebenem Gelände abstützt. Auch in der Lenkungssteuerung von Scherenhebebühnen sorgen Sensoren für Sicherheit. So übernehmen Winkelsensoren wie der GRN die Lenksteuerung der Hubfahrzeuge. jl