Alles aus einer Hand von Fernsteuergeräte Kurt Oelsch

Die Fernsteuergeräte Kurt Oelsch GmbH (FSG) aus Berlin sieht sich als Generalunternehmer für Sensorik. Sie entwickelt auf Kundenwunsch Spezialsensoren, wenn nötig auch in vergleichsweise kleinen Stückzahlen.

Der Autor: Tobias Meyer, freier Mitarbeiter der KEM

Jeder Hersteller von mobilen Maschinen hat aufgrund normativer Forderungen und Performancezielen unterschiedliche Anforderung an die Sensorik. Die Abstimmung des Herstellers mit den Sensorlieferanten ist daher ein entscheidender und zeitaufwendiger Faktor, der für den Erfolg der Maschine ausschlaggebend ist. Hier kommt es zu Gute, wenn dies über einen Systempartner durchgeführt werden kann, der die individuellen Bedarfe kennt und die entsprechende Kompetenz aufweist. Die Fernsteuergeräte Kurt Oelsch GmbH (FSG) entwickelt daher maßgeschneiderte Sensoren speziell für mobile Baumaschinen wie Bagger und Krane.

So entstand beispielsweise der neuartige Neigungssensor des Typs PE-MEMS: Konzipiert für raue Umgebungen, was aber nicht auf die Schutzklasse IP69K reduziert wurde. Kernanforderung war, die Messung des Neigungswinkels nicht durch Vibrationen zu verfälschen. „Die Problemstellung dabei war: Das Messsystem ist so sensibel, dass jede Erschütterungen ebenfalls als eine Neigungsänderung erkannt und im Signal wiedergegeben wird“, erklärt Vertriebsleiter Stefan König. Durch Verwendung eines zusätzlichen Gyro-Sensors wird die Störquelle kompensiert. Mit Hilfe des Gyro-Sensors wird erkannt, wann es sich bei der aufgenommenen Bewegung nicht um eine Neigung handelt, sondern um eine Beschleunigung – etwa Schockbeanspruchung oder Vibration. „Diese Problematik wurde mittels komplexer Algorithmen gelöst“, erklärt König.

Die zweiachsigen Neigungssensoren basieren auf MEMS-Technologie (mikroelektromechanische Messsysteme) und sind redundant ausgelegt. Die Geräte decken einen Messbereich von z.B. ±60° ab und bieten eine Genauigkeit von bis zu ±0,05°. Ihr robustes Gehäuse aus eloxiertem Aluminium sorgt für hohe Vibrations- und Schockfestigkeit und erreicht Schutzart IP69K, sodass die Systeme selbst Hochdruckreinigungen widerstehen und unter anspruchsvollsten Umgebungsbedingungen eingesetzt werden können. Die zulässige Arbeitstemperatur reicht von -40 °C bis +85 °C. Die Signalausgabe erfolgt analog über z. B. 4 bis 20 mA oder digital über eine CAN-Bus-Schnittstelle und kann optional redundant ausgeführt werden. Zur optischen Groborientierung verfügen einige Ausführungen über eine zusätzliche Winkellibelle. Der elektrische Anschluss erfolgt nach Kundenwunsch über Steckeranschluss oder Kabelabgang.

Was der Markt fordert

„Unsere Stärke ist die exakte Produktentwicklung zusammen mit dem Kunden, speziell im Baumaschinenbereich“, erklärt König. Das Portfolio wächst so stetig weiter und umfasst inzwischen etwa Drehgeber, z.B. zur genauen Erfassung des Drehkranzes, der Stellung der Fahrzeugachsen sowie der Position einer Winde. Neigungsaufnehmer liefern Signale zur Nivellierung des Unterwagens oder zur Messung der Winkelstellung von Kranauslegern, Längengeber erfassen Teleskoparm- und Stützholmlänge sowie die Positionierung von Arbeitsplattformen.

Speziell an Kraneinrichtungen dienen Kabeltrommeln zur Längenmessung, Signaltransport und Neigungserfassung. Ebenfalls im Programm hat FSG Hand- und Fußpedalgeber zur Signalvorgabe und Steuerung von mobilen Fahrzeugen, Windmesseinrichtungen, Hubendschalter, Schleifringübertrager als Verbindungselement für Signalübertragung zwischen Ober- und Unterwagen sowie einen Regelantrieb zur automatischen Scheinwerfernachführung. Ein Mobilkran kann bis zu 30 verschiedene Sensoren von FSG verbaut haben.

Unterschiedliche Konzepte und mechanischen Anforderungen sowie eine Vielzahl von verschiedenen Schnittstellen und Steuerungen in mobilen Maschinen erfordern vom Lieferanten ein hohes Maß an Flexibilität und Erfahrung in der Auswahl geeigneter Sensoren. Unter Berücksichtigung der geforderten Normen und Sicherheitsanforderungen wird die jeweilige mechanische und elektronische Architektur der Anwendung angepasst. Die marktüblichen Analog- und Digitalschnittstellen, etwa Strom- und Spannungsausgang sowie CAN-Bus oder ProfiNet, sind für alle Sensoren verfügbar und werden ergänzt durch den nach wie vor gefragten passiven Potentiometerausgang.

Vorteil der kundenorientierten Denkweise bei FSG: Fehlentwicklungen, die vom Markt nicht angenommen werden, gibt es nicht. Jedes neue Produkt hat mit dem entsprechenden Kunden quasi sofort einen Markt. Die meisten individuell entstandenen Produkte gehen dennoch in Serie. „Wenn der Kunde die Entwicklung aber komplett finanziert, eventuell weil er sich mit dem Produkt ein Alleinstellungsmerkmal realisiert, bleibt die Technologie natürlich ihm alleine vorbehalten“, so König. Nur die wenigsten FSG-Kunden legen aber Wert auf Exklusivität.

Funktionale Sicherheit

Die heutzutage wichtigste Anforderung an die Hersteller von mobilen Maschinen hinsichtlich der gesetzlichen Bestimmungen ist die Erfüllung der funktionalen Sicherheit (EN ISO 13849 / IEC 61508). Der Sensorikspezialist aus Berlin begann bereits 2008 mit der konsequenten Umsetzung der Richtlinien. Heute existieren für alle Sensorvarianten auch Ausführungen, die für den Einsatz in sicherheitsrelevanten Anwendungen geeignet sind. Jede Neuentwicklung wird unter Berücksichtigung der normativen Vorgaben betrachtet und durchgeführt. Das setzt sich zusammen aus der Leistungsbeschreibung, Risikobeurteilung, Konzepterstellung, normgerechten Durchführung von Hardware- und Softwareentwicklung, Ermittlung der erreichten Leistungsdaten, Prüfungen und Dokumentation.

Nicht immer ist eine komplette Neuentwicklung nötig.

Oft wünscht sich der Kunde ein bestehendes Produkt, nur etwas modifiziert. Auch hier hat FSG Kompetenz entwickelt: „Oft sind es nur Kleinigkeiten, etwa ein modifizierter Signalausgang an einem bestehenden Joystick. Und wir machen das auch möglich, wenn der Kunde nur einem Bedarf von beispielsweise 30 Stück hat“, sagt König. Neben diesen Modifizierungen entwickelt das Berliner Unternehmen auf Kundenwunsch auch komplett neue Gerätegruppen wie z.B. Schleifringübertrager oder Relais und erweitert dadurch sein bestehendes Produktportfolio. „Genau das ist der Grund, warum wir schon solange erfolgreich am Markt sind“, so König.

FSG Fernsteuergeräte wurde 1946 gegründet, 2016 feiert man 70-jähriges Bestehen. Das Unternehmen entwickelt und produziert Messwertaufnehmer für Anwendungen in der Automation und Sicherheitstechnik – dabei erreicht FSG eine Fertigungstiefe von 95 %. Das Produktprogramm umfasst eine Vielzahl von anwenderorientierten Systemlösungen: Neben Weg-, Winkel- und Längenaufnehmern zählen dazu auch Windwarnanlagen, Handsteuer- und Fußpedalgeber sowie Komponenten für die Messwertdarstellung. Am Hauptsitz in Berlin und den Standorten Kablow und Heppenheim (ein weiteres Produktionszentrum soll bis Anfang 2017 fertiggestellt sein) beschäftigt FSG ca. 400 Mitarbeiter, von denen etwa 30 % in den Bereichen Entwicklung, Vertrieb und Qualitätssicherung tätig sind. I