Neue Druckmessumformer für mobile Maschinen

Komponenten in mobilen Arbeitsmaschinen sind oftmals hohen Belastungen ausgesetzt. So sind im rauen Betrieb harte Stöße und Vibrationen, Feuchtigkeit und Schmutz sowie hohe und tiefe Temperaturen keine Seltenheit. Gleichzeitig müssen die Bauteile für einen effektiven Einsatz ein möglichst geringes Gewicht und kompakte Abmaße aufweisen sowie weitere Anforderungen wie beispielsweise die Zulassung für die Straße erfüllen. Gefran verfügt über 50 Jahre an technischer Erfahrung bezüglich der Realisierung von Sensoren, Systemen und Komponenten für solche anspruchsvollen Anwendungen.

Überwachung des Hydraulikkreises

Mobile Arbeitsmaschinen haben eine Vielzahl von hydraulischen Arbeitskreisen, beispielsweise für das Verfahren eines Baggerarms oder für das Heben und Senken von Hebebühnen. Um eine sichere Funktion zu gewährleisten, muss der Druck im hydraulischen Arbeitskreis überwacht werden. „Dies erfolgt mittels Druckmessumformern, die den Druck im Hydraulikkreis detektieren. Hierdurch können sowohl Schäden der Hydraulikaggregate bei Überdruck als auch beispielsweise das unbeabsichtigte Absenken des Baggerarms bei Unterdruck verhindert werden“, erklärt Tobias Middendorf, Business Development Manager Sensors & Mobile Machines bei Gefran. 

Wheatstonebrücke zur präzisen Erfassung des Drucks

Druckmessumformer wandeln den zu messenden Druck in die mechanische Auslenkung einer Messmembran um, die dann elektrisch erfasst wird. Bei den neuen Sensoren der Serie KM werden mithilfe der Dickschichttechnologie die isolierende Schicht (Dielektrikum), die leitende Schicht (Cermet) und die Widerstandsschicht auf eine Stahlmembran aufgebracht, um so eine Wheatstone-Brücke herzustellen. „Mithilfe dieser wird der Druck in elektrische Signale beispielsweise 4-20 mA umgewandelt“, erläutert Tobias Middendorf. Diese zuverlässige und präzise Technologie ermöglicht höchste Qualitätsstandards sowie große Stückzahlen zu marktfähigen Preisen. Die Dicke der Membran bestimmt dabei den Druckmessbereich: So können bei der KM-Serie Messbereiche von 0 bar bis 1.000 bar realisiert werden. 

Extrem leicht, robust und kompakt

Durch die hohe Funktionalität und vielseitige Einsetzbarkeit dürfen Komponenten in mobilen Arbeitsmaschinen so wenig Bauraum und Gewicht wie möglich besitzen. Laut Tobias Middendorf war es daher „bei der Neuentwicklung der Druckmessumformer der Serie KM vorrangiges Ziel, diese so klein und leicht wie möglich zu realisieren“. Dank modernster SMD-Technologie, einer mehrstufigen Wärmebehandlung von 200 °C bis 900 °C und der Ausführung in Edelstahl setzen die Sensoren Maßstäbe bezüglich Robustheit, Kompaktheit und geringem Gewicht: Die Druckmessumformer sind nur 50 mm lang, wiegen nur 50 g und bieten eine beeindruckende Schockfestigkeit von bis zu 100 g sowie eine Vibrationsfestigkeit von bis zu 20 g. Eine weitere herausragende Eigenschaft ist der Betriebstemperaturbereich von -40 °C bis +125 °C. „Viele Standardprodukte sind dagegen nur für einen Betriebstemperaturbereich von -40 °C bis +85 °C zugelassen“, so Tobias Middendorf. 

Schutz gegen Druckspitzen

Bei vielen mobilhydraulischen Anwendungen treten gefährliche Phänomene wie Kavitation, Flüssigkeitsschläge oder Druckspitzen auf, beispielsweise beim Starten und Stoppen von Pumpen oder beim schnellen Schließen eines Ventils. Diese Vorgänge können den Messwertaufnehmer beschädigen. Daher sind die Druckmessumformer der Serie KM auf Anfrage mit einem integrierten Druckdämpfer erhältlich. „Dieser schützt dank einer Durchgangsbohrung von 0,5 mm Durchmesser vor diesen schädlichen Phänomenen“, erklärt Tobias Middendorf. 

Großer Anwendungsbereich durch zahlreiche Zertifizierungen

Die Sensoren sind die ideale Lösung für Anwendungen an mobilen Arbeitsmaschinen, die nicht nur einen wettbewerbsfähigen Preis, sondern auch Leistung und Zuverlässigkeit erfordern. So erfüllen sie zahlreiche Sicherheitsstandards, wodurch ein breiter Anwendungsbereich gewährleistet wird. Die Druckmessumformer sind nach SIL 2 und PL d funktional sicher zertifiziert, erfüllen also die aktuellen Anforderungen der Maschinenrichtlinie. Durch die höchste Schutzklasse bei elektrischen Betriebsmitteln IP69K sind die Sensoren auch für die Reinigung mit Hochdruckreinigern bei hohen Wassertemperaturen geeignet, mit denen oftmals bei mobilen Maschinen nach einem harten Arbeitstag Schlamm und sonstige Verunreinigungen entfernt werden. „Auch hier heben wir uns von vielen Standardprodukten auf dem Markt ab, die nur für IP67 zugelassen sind“, so Tobias Middendorf.  

Des Weiteren besitzen die Messdruckumformer die E1-Zertifizierung, die Voraussetzung für die aktive Nutzung der Sensorik im Straßenverkehr ist. Laut Tobias Middendorf „dürfen die Sensoren somit beispielsweise für die Drucküberwachung des Schwenkarms von einem Saugroboter bei einem Kommunalfahrzeug eingesetzt werden“. Für die Anwendung in Erdbaumaschinen und Baumaschinen mit internem elektrischen Bordnetz weisen die Druckmessumformer gemäß DIN EN ISO 13766 eine hohe elektromagnetische Störfestigkeit von bis zu 100 V/m auf. „Und last but not least besitzen sie auch die cULus-Zertifizierung, erfüllen also die Sicherheitsstandards, die für den Einsatz in den USA und Kanada gefordert werden“, so Tobias Middendorf. 

Flexible Produkte

„Ein Alleinstellungsmerkmal von Gefran ist, dass wir sehr auf Kundenwünsche eingehen“, betont Tobias Midddendorf. „So bieten wir über 20 verschiedene Gewindeanschlüsse für die KM-Druckmessumformer an. Des Weiteren realisieren wir auch kundenspezifische Anforderungen. Dadurch heben wir uns vom Markt sehr deutlich ab, wo standardmäßig nur der G1/4", R1/4" und 9/16 UNF angeboten werden.“ Durch diese vielen Features und Zulassungen sind die Messdruckumformer für mobile Anwendungen in Baumaschinen und -fahrzeugen, Kränen, Hebebühnen, Kommunalfahrzeugen und Rennbooten prädestiniert.

Erstellt mit Material von Gefran