Für Krane und Arbeitsbühnen

Der Autor:Dieter Schömel, Produktmanager Drehgeber, Wachendorff Automation, Geisenheim

Autokrane gehören zu einem unverzichtbaren Arbeitsgerät. Mit ihren kompakten Abmessungen können sie einfach zur Baustelle gefahren und dort positioniert werden. Was auf dem Lkw so klein aussieht, entwickelt sich dann mit ausgefahrenem Stützsystem und herausgefahrenem Teleskopmast zu einer leistungsfähigen Transportmaschine. Während früher der Arbeitsbereich der Ausleger eng reglementiert war, sorgen heute Steuerungen und eine ausgefeilte Sensorik dafür, dass der Ausleger buchstäblich an seine Grenzen gehen kann. Das ist auch nötig, denn parkende Autos, Bäume oder Böschungen verhindern häufig eine optimale Position des Krans und das vollständige Ausfahren aller Abstützträger. „Man muss den Kran so hinstellen, wie es vor Ort gerade möglich ist,“ erklärt Dirk Seiger, bei Böcker für die Elektro- und Steuerungstechnik verantwortlich. „Da zählt jeder Zentimeter.“

Variable Schwenkstützen und stufenlos ausfahrbare Teleskopträger machen die Positionierung heute viel einfacher als früher. Allerdings stellen all diese Variablen eine große Herausforderung für die Steuerungstechnik und das Sicherheitssystem dar. Nicht auszudenken, wenn eine Maschine umkippen und auf ein Haus oder gar auf Menschen stürzen würde. Messwerte unterschiedlicher Sensoren werden darum kontinuierlich erfasst und jederzeit das aktuelle Kippmoment und der zulässige, unkritische Arbeitsbereich ermittelt. Dieser ist durch das variable Stützsystem nicht zwangsläufig kreisrund. Er kann auch – je nachdem, wie weit welcher Stützträger ausgefahren wurde – die Form einer Birne oder einer Ellipse haben. Bevor das System kritische Grenzen erreicht, blockiert es vollautomatisch und lässt dann keine weitere Bewegung oder das Anheben einer Last mehr zu. Erfasst werden dafür beispielsweise die Neigung und der Drehwinkel des Auslegers – alles jeweils doppelt und unabhängig voneinander. „Alle Sicherheitsmechanismen werden redundant überwacht“, erklärt Dirk Seiger. „Viele unserer Krane lassen sich mit wenigen Handgriffen umbauen und dann auch als Arbeitsbühnen nutzen. Weil hier Personen befördert werden, gelten dann noch strengere Sicherheitsvorschriften.“

Als Protokoll wird hier CAN verwendet, wie es auch in der Automobiltechnik zum Einsatz kommt. „Hier lassen sich Prioritäten besonders einfach definieren und das System läuft extrem stabil“, führt Dirk Seiger aus. So hoch die eigenen Ansprüche an Stabilität und Sicherheit sind, so hoch sind auch die Anforderungen, die Böcker an seine Lieferanten stellt. „Wir haben zwar einen sehr hohen Wertschöpfungsgrad und stellen die meisten Bauteile für unsere Lösungen selbst her – die Komponenten für die Steuerungstechnik kaufen wir aber zu“, erklärt Dirk Seiger. Um den Drehwinkel des Auslegers jederzeit zuverlässig zu ermitteln, setzt das Unternehmen auf absolute Multiturn-Drehgeber von Wachendorff. „Wir setzen die Produkte von Wachendorff schon einige Jahre ein und sind zufrieden mit der Qualität und dem Preis-Leistungs-Verhältnis.“

Da Positionsänderungen auch dann erfasst werden müssen, wenn der Ausleger von Hand bewegt wird, kommen bei Böcker heute fast ausschließlich absolute Drehgeber mit der von Wachendorff entwickelten Endra-Multiturn-Technologie zum Einsatz. Sie arbeiten nicht mit einem Getriebe, sondern ermitteln die Drehbewegung vollelektronisch durch ein Magnetfeld, das sich bei der Drehung aufbaut und wieder entlädt. Der Vorteil: Es gibt hier keine Verschleißteile und keine Batterie, die gewechselt werden muss. „Unter den extremen Temperaturen, denen unsere Krane ausgesetzt sind, leidet die Lebensdauer von Batterien ganz erheblich“, erläutert Dirk Seiger. Das präzisionsgedrehte Gehäuse dieser Geber schließt dicht ab und wird noch verklebt, was Schutzart IP67 bzw. IP69K bewirkt.

Die guten Erfahrungen, die Böcker mit Wachendorff-Produkten gemacht hat, trägt nun weitere Früchte, denn noch ein Gerät der Gruppe wird künftig in Böcker-Kranen zu finden sein: Das neue Wachendorff OpusA6 sorgt dann als Inbetriebnahmetool für eine komfortable Einstellung der vielen einzelnen Parameter. Insgesamt 8 000 Variablen müssen zur Inbetriebnahme an die Steuerung übertragen werden, was über das OpusA6 relativ komfortabel geschehen kann. Auch die Fehleranalyse ist darüber möglich. Die graphische Anzeige des Krans mit der Position von Stützen und Ausleger auf dem Display hilft dabei, Abweichungen sofort zu erkennen und Fehler zu lokalisieren.

Wachendorff Elektronik ist schon seit vielen Jahren auf die Entwicklung von kundenspezifischen und Standardbediengeräten für den rauen Einsatz in mobilen Arbeitsmaschinen spezialisiert Anwendung finden diese in Land- und Baumaschinen, sowie in Kommunal- und Forstfahrzeugen. Die neue Produktfamilie des A6 bietet ein breites Spektrum an Möglichkeiten. So können die einfach projektierbaren Bediengeräte von der simplen Darstellung von Daten bis hin zur interaktiven Kontrolle von Maschinen dienen. Ob an heißen Sommertagen oder bei klirrender Kälte, mit einem Temperaturbereich von -30 bis +75 °C wird ein breiter Einsatzbereich abgedeckt. Bei Bedarf können die Geräte auch im Freien benutzt werden – sie erfüllen die Schutzarten IP65 und IP67 und werden somit den Anforderungen von Außenanwendungen gerecht. I

Wachendorff Automation GmbH & Co. KG

Geisenheim

Bauma: Halle A5, Stand 339

Weitere Informationen zur Endra-Technologie:

t1p.de/23nf

Zur Erfassung der Drehrichtung und der Umdrehungen ist bei der EnDra-Multiturn-Technologie kein mechanisches Getriebe erforderlich. Stattdessen werden diese Parameter über einen Energiedraht ermittelt. Dieser Wieganddraht besteht aus einem Hartmagnetmantel und einem Weichmagnetkern. Die absolute Position pro Umdrehung (Singleturn) wird mit vier Hallsensoren und einem Magneten an der rotierenden Welle gemessen. Fährt das Feld des Magneten durch die Drehung der Welle am Wieganddraht entlang, will der weichmagnetische Kern dem Feld folgen, was der hartmagnetische Mantel verhindert. Im Draht entsteht dadurch ein immer größerer Feldunterschied – vergleichbar mit dem Spannen eines Bogens. Sobald das externe Feld die Feldstärke des Mantels erreicht, wird der Mantel entmagnetisiert und die aufgebaute Spannung des Kerns springt sprunghaft um. Dieser geschwindigkeitsunabhängige Impuls wird zweimal pro Umdrehung generiert und über eine Spule in elektrische Impulse gewandelt. Das erzeugt genügend Energie für das Betreiben eines energiearmen Speichers und dient auch als Information der erfolgten Anzahl der Umdrehungen. Liegt wieder externe Spannung an, errechnet ein Mikrocontroller den richtigen Wert aus der Position und der Anzahl der Umdrehungen und sendet den Wert an die Steuerung. Damit arbeiten die Geber völlig autark und benötigen keinerlei Pufferbatterie.