Sichere Kolbendetektion in Pneumatikzylindern: Magnetfeldsensoren sorgen für rüttelsicheren Sitz

Das billigste Verfahren zur Abfrage von Pneumatikzylindern in Verpackungsmaschinen war bislang der Einsatz von Reed-Schaltern. Der günstige Preis war aber der einzige Vorteil, den die Schalter gegenüber vollelektronischen Sensoren verbuchen konnten. Die elektronischen Schalter haben Vorteile wie Prellfreiheit, Verschleißfreiheit durch das Fehlen bewegter Teile, kein Verkleben der Kontakte, keine Erhöhung von Übergangswiderständen, keine Mehrfachschaltpunkte usw. Elektronische Schalter beruhen auf verschiedenen Funktionsprinzipien, beispielsweise dem Hall-Effekt, dem magneto-resistiven Effekt oder dem Sättigungskern-Verfahren. Aufgrund ihres Aufbaus kann man davon ausgehen, dass die elektronischen Zylinderschalter in allen Applikationen über einen langen Zeitraum hinweg zuverlässig ihren Dienst tun. Konkurrenz zum Reed-Kontakt Bei einem vergleichbaren Preisniveau zum Reed-Kontakt bietet der Magnetfeldsensor BIM-UNT-AP7X die Vorteile vollelektronischer Schalter. Der maximale Betriebsstrom von 50mA ist für die meisten Applikationen ausreichend. Für höhere Betriebsströme oder andere Qualifikationen finden sich bei den Magentfeldsensoren weitere Modelle, die den Anforderungen an Pneumatikzylindersensoren entsprechen: kleine Bauformen, robuste Gehäuse, flexible Befestigungsmöglichkeiten sowie ein geringer Installationsaufwand möglichst mit einer Hand. Nach diesem Lastenheft haben die Turck-Entwickler im engen Kontakt mit Anwendern die neue Generation von T-Nut-Zylindersensoren konstruiert. Die Unzulänglichkeiten der bisherigen Varianten sind bei dieser Generation ausgemerzt. So musste die erste Generation der so genannten Nutsensoren noch von der Seite in die Nut eingeschoben werden. Hier waren zwar die Sensoren relativ robust, aber unflexibel im Handling, was eine aufwendige Montage erforderlich machte. Insbesondere bei der Bestückung bereits montierter Zylinder ergaben sich immer wieder Probleme, wenn die Nuten nicht von der Seite zugänglich waren. Die folgende Typengeneration – von oben in die Nut einlegbar – war zwar flexibler, allerdings meist zu Lasten der Stabilität, da die ersten Befestigungssysteme nur an einer Stelle den Sensor fixierten oder unterdimensioniert waren. Schnelle Einhandmontage Die Magentfeldsensoren lassen sich sozusagen im Handumdrehen montieren. Sie verschwinden nach der Montage fast komplett in der Nut. Gerade bei kleinen Zylinderbauformen, vor allem bei beengten Platzverhältnissen, muss so niemand mehr auf störende Anbauten Rücksicht nehmen. Eine Vorfixierungslippe ermöglicht das einhändige Montieren in die Nut. Der Sensor kann danach noch justiert und daraufhin mit der Befestigungsschraube endgültig rüttelsicher fixiert werden. Die Befestigungsschraube wurde nahe dem Kabelabgang positioniert, was ein Abheben des Sensors bei Zug am Kabel zuverlässig verhindert. Die Befestigung des Sensors in der T-Nut erfolgt durch eine Flügelschraube aus einer robusten Werkzeugstahl-Legierung, die stabil ist und den Sensor mit nur einer Viertelumdrehung in der Nut dauerhaft nach unten drückt. Die Befestigungschraube kann wahlweise mit einem Schlitzschraubendreher oder einem 1,5mm-Innensechskantschlüssel fixiert werden. Kompakte Sensorfamilie Der Sensor hat eine Gesamtlänge von 28mm. Die aktive Fläche befindet sich direkt am Sensor­ende und ermöglicht dadurch auch an kompakten Kurzhubzylindern noch eine sichere Erkennung der Kolbenposition bis in die Endlagen hinein. Die von allen Seiten sichtbare, helle Rundum-LED unterstützt die schnelle und einfache Justage, denn der Schaltzustand ist vor Ort jederzeit erkennbar. Außerdem steht ein umfangreiches Zubehörprogramm zur Verfügung. Dazu gehören: – Zubehör zur Montage für andere Zylinderarten (Profilzylinder, Zugankerzylinder, Rundzylinder, Schwalbenschwanzzylinder) – Justierzubehör zur Feineinstellung des Schaltpunktes (einclipsbar) – Fixierzubehör zur zusätzlichen Montage und zum nachträglichen Wiederfinden des Schaltpunktes – Kabelbefestigungsclips zur sicheren Kabelverlegung Über die Anforderungen der aktuell gültigen Version der EN60947-5-2 hinaus erfüllt der Sensor schon heute die strengen Auflagen der neuen Fassung, in der höhere Anforderungen (für Versuche nach EN61000-4-6 \’leitungsgeführte Störungen\‘) eingeschlossen sind. Die neue Version wird in Kürze die jetzige Produktnorm für Näherungsschalter ablösen. Fazit Mit dem BIM-UNT hat Turck einen Magnetfeldsensor für Pneumatikzylinder entwickelt, der dem Anwender aufgrund einfacher Einhand-Installation und LED-Anzeige eine schnelle Montage und Justage ermöglicht und so eine Zeitersparnis bringt. Die EMV-Eigenschaften und eine dauerhaft rüttelsichere Befestigung ermöglichen eine hohe Anlagenverfügbarkeit. Da zudem nur ein Sensortyp nötig ist, um alle verschiedenen Zylinderbauformen abzufragen, ist eine effiziente Standardisierung möglich. So lassen sich auch bei Bestellung und Lagerung deutliche Kosteneinsparungen realisieren – ein Fakt, der bei der heute üblichen Betrachtung der Lebenszykluskosten einer Maschine oder Anlage zunehmend wichtiger wird. Für alle Verpackungsmaschinen Mit Varianten des BIM-UNT-Grundmodells können Turck-Kunden ihre individuellen Anforderungen – auch aus der Verpackunsindustrie – zielgerichtet bedienen. Neben dem Standard-Modell mit Kabelausgang stehen jetzt Varianten mit direktem M8/M12-Steckeranschluss am Gehäuse zur Verfügung. Darüber hinaus ist eine Doppellösung mit zwei Sensoren an einem ­M12-Steckeranschluss verfügbar, was den Zeit- und Kostenaufwand für die Verkabelung reduziert. Als Alternative zu Magnetfeldsensoren mit Reed-Kontakt bietet Turck außerdem den verschleiß- und prellarmen BIM-UNT-AP7X an. Eine Namur-Version für den Einsatz im Ex-Bereich komplettiert in Kürze die Produktfamilie. interpack 2008. Halle 13, Stand E61