Sensorik für mobile Arbeitsmaschinen unter Extrembedingungen

Robuste Sensorik ermöglicht präzise Bewegungs- und Lastüberwachung in mobilen Arbeitsmaschinen – selbst bei Staub, Vibrationen und extremen Temperaturen.

Mobile Arbeitsmaschinen übernehmen heute hochpräzise Aufgaben unter extremen Einsatzbedingungen. Ob Bagger, Radlader, Teleskoplader oder Muldenkipper – moderne Maschinen erfassen kontinuierlich Positionen, Winkel, Lastzustände und Fahrzeugbewegungen. Grundlage dafür ist eine robuste Sensorik, die auch unter starken Belastungen zuverlässig arbeitet.

Besonders im Bauwesen und in der Rohstoffförderung wirken dauerhaft Staub, Schlamm, Ölnebel, Feuchtigkeit und starke Temperaturschwankungen auf die eingesetzten Komponenten ein. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an Automatisierung, Sicherheit und Energieeffizienz. Sensoren für Weg-, Winkel- und Neigungsmessung bilden daher eine zentrale Grundlage moderner Maschinensteuerungen.

Induktive Wegaufnehmer werden beispielsweise genutzt, um die Stellung von Hydraulikzylindern oder Auslegern präzise zu erfassen. Dadurch lassen sich Hubbewegungen, Schaufelstellungen oder Arbeitsbereiche exakt überwachen. Gerade bei teilautomatisierten Maschinenprozessen ermöglichen kontinuierliche Positionsdaten reproduzierbare Bewegungsabläufe und eine höhere Prozesssicherheit.

Für solche Anwendungen bietet die SM40-Baureihe von ABJ-Sensorik verschiedene induktive Wegaufnehmer mit Messwegen bis 360 mm. Die Sensoren erreichen auf Wunsch eine Genauigkeit von unter 0,25 % und arbeiten berührungslos. Die Baureihe umfasst die Typen SM40, SM41, SM42 und SM43. Alle vier Varianten sind mechanisch baugleich, unterscheiden sich jedoch hinsichtlich Elektronik und Signalverarbeitung.

Während SM40 und SM42 mit einer externen Elektronik betrieben werden, verfügen SM41 und SM43 über integrierte Elektronik und programmierbare Messwege. Dadurch lassen sich unterschiedliche Messbereiche an die jeweilige Anwendung anpassen. Unterstützt werden unter anderem industrielle Standardsignale wie ±10 V oder 4 - 20 mA.

Die Sensoren der SM40-Reihe sind für anspruchsvolle Umgebungen ausgelegt. Je nach Ausführung werden Schutzarten bis IP66 erreicht. Die Sensoren widerstehen auch Schockeinwirkungen bis 250 g im Bereich von 20 bis 2000 Hz nach SRS-Profil. Dadurch eignen sie sich insbesondere für mobile Maschinen mit hohen Vibrations- und Stoßbelastungen.

Ein typischer Einsatzbereich ist die Positionsüberwachung von Auslegern oder Schaufelsystemen bei Baggern und Radladern. Hier kann die Sensorik genutzt werden, um Bewegungsabläufe zu überwachen, Endlagen zu begrenzen oder definierte Arbeitspositionen automatisch anzufahren. Auch bei Teleskopladern lassen sich Reichweiten und Lastmomente präzise erfassen.

Neben Wegsensoren spielen Winkelaufnehmer ebenfalls eine wichtige Rolle. Der Winkelaufnehmer SM62 erfasst Drehbewegungen bis 120° und ist frei durchdrehbar ausgeführt. Mit einem Durchmesser von 58 mm und einer Genauigkeit von unter 0,5 % eignet sich der Sensor insbesondere für Gelenk- oder Schwenkbewegungen an mobilen Maschinenkomponenten. Die robuste Bauweise mit Schutzart IP65 erlaubt den Einsatz ebenfalls unter rauen Umweltbedingungen.

Für die Überwachung von Fahrzeuglagen oder dynamischen Bewegungen können zusätzlich Neigungs- und Beschleunigungssensoren zum Einsatz kommen. Der KAS4000 kombiniert Neigungs- und Beschleunigungsmessung bis 180° beziehungsweise 8G in einem kompakten Gehäuse mit Abmessungen von 65 × 40 × 16 mm. Der Sensor ist temperaturkompensiert, verpolungssicher und vom Hersteller extern per Infrarot-Schnittstelle programmierbar. Funktionen wie Filterung und Mittelwertbildung ermöglichen stabile Messwerte selbst bei starken Fahrzeugbewegungen oder Vibrationen.

Gerade bei Arbeiten auf unebenem Gelände liefern solche Sensoren wichtige Informationen für Stabilitätskontrollen und Fahrerassistenzsysteme. Bei Radladern oder Muldenkippern können Bewegungen dadurch kontrollierter und sicherer ausgeführt werden. Gleichzeitig unterstützt die Sensorik moderne Funktionen wie automatische Nivellierung oder Lastüberwachung.

Mit zunehmender Digitalisierung mobiler Arbeitsmaschinen gewinnen Sensordaten zusätzlich für Zustandsüberwachung und Predictive Maintenance an Bedeutung. Belastungen, ungewöhnliche Bewegungsmuster oder schleichende mechanische Veränderungen lassen sich frühzeitig erkennen. Dadurch können Wartungsintervalle optimiert und ungeplante Stillstände reduziert werden.

Entscheidend bleibt dabei eine Kombination aus Präzision, Robustheit und langfristiger Zuverlässigkeit. Gerade unter rauen Einsatzbedingungen zeigt sich, dass speziell entwickelte Sensorsysteme einen wesentlichen Beitrag zur Effizienz und Sicherheit moderner mobiler Arbeitsmaschinen leisten können.

Autor: Wirt.-Ing. (B.Sc.) Michael Heßhaus, Marketing & Sales Strategist, abj-sensorik
Bilder: ChatGPT/Michael Heßhaus

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