Aus Baugewerbe Unternehmermagazin 5\2019

Thomas Hertig,

Schwingungsdämpfung mit neuem Sensor

Bei Autobetonpumpen geht der Trend Richtung grössere Reichweiten bei weniger Gewicht. Um den Bedienungskomfort der Autobetonpumpen mit grossem Ausleger zu erhöhen, hat Baumer eine neue Schwingungsdämpfung auf den Markt gebracht.

Eine Autobetonpumpe von Schwing im Einsatz an einer Großbaustelle. © Baumer

Für die präzise Signalgebung der auftretenden Auslenkungen am Ausleger hat Schwing in Partnerschaft mit der Baumer Electric AG einen neuen Dehnungssensor mit der Schutzart IP69K und einem grossen Messbereich entwickelt. Seit ihrer Gründung in den 1930er-Jahren Jahren entwirft, konstruiert und verkauft die deutsche Unternehmensgruppe Pumpen, Maschinen und Anlagen für die Erstellung, den Transport und die Wiederaufbereitung von Beton.

An den Standorten Herne in Deutschland, Chennai in Indien und Sao Paulo in Brasilien produziert Baumer Schwing Automobilpumpen verschiedener Größen und Typen. Am deutschen Hauptsitz werden auch die Modelle mit den längsten Verteilermasten hergestellt. Mit einem neuen Mastbetriebskonzept, hochfesten Stählen, weniger Gewicht und mehr Bedienkomfort sind sie Schwings Antwort auf die Anforderungen aus dem Markt.

Raue Bedingungen am Bau
Die Verteilermasten haben Reichhöhen von fast 65 Meter. Mit Zweikolbenpumpen und einem Druck von bis zu 85 bar fördern sie bis zu 164 m3 Beton pro Stunde. Dabei entstehen naturgemäß Vibrationen am Ausleger. Um den Endkunden einen verbesserten Bedienkomfort am Betonendschlauch zu bieten, hat Schwing ein Schwingungsdämpfungskonzept entwickelt, bei dem auch die Hydraulikelemente komplett überarbeitet wurden. Dabei kam der Bedarf nach einem präzisen Signalgeber auf, der die Dehnungen vom Signalmast aufnimmt und die Führungsgröße für die Schwingungsdämpfung übernimmt. Ein Kraftsensor hätte mechanisch in den direkten Kraftfluss vom Arm eingebaut und dabei exakt an die Maschinengeometrie angepasst werden müssen. Durch die Bewegungsaufnahme über die Dehnung konnte der Aufwand in der Entwicklung substantiell reduziert werden. Eine Krafteinwirkung erzeugt in einer mechanischen Struktur immer Dehnungen. Diese Dehnungen sind von der Geometrie der zu messenden Struktur und des E-Moduls abhangig.

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Ein unten am Hauptmast aufgeschraubter Dehnungssensor nimmt die Bewegung vom Verteilermast auf und liefert das Signal für die Schwingungsdämpfung an die Steuerung. © Baumer

Kundenspezifische Lösung
"In Partnerschaft mit der Baumer Electric AG haben wir einen Dehnungssensor entwickelt, der alle Herausforderungen meistert", erklärt Reiner Vierkotten, Senior Engineer Control Systems bei Schwing. "Durch die neu verwendeten hochfesten Stähle bewegen sich die mechanischen Spannungen und Dehnungen in höheren Bereichen. Da reichen die Messbereiche normaler Dehnungssensoren nicht aus".

Mit Hilfe von FEM Simulationen wurde eine neue Sensormechanik mit einem Messbereich von ±2.000 µm/m entwickelt. Der montagefreundliche, langzeitdichte Sensor ist werksabgeglichen, was den Einbau und allfälligen Austausch beschleunigt. Der neue Sensor mit der eingebauten Elektronik liefert ein CANopen Signal direkt an die Steuerung.

Im Vergleich zu Kraftsensoren, die genau auf die Maschinengeometrie angepasst werden müssen, kann der Dehnungssensor mit zwei Bohrungen auf die ideale Stelle aufgeschraubt werden. Das nimmt kaum Einfluss auf die Maschinenstruktur, spart Zeit bei der Entwicklung und erleichtert die Montage. Mit der geprüften Schutzart IP69K garantiert der Sensor absolute Dichtigkeit und kann mit Hochdruck- und Dampfstrahlgeräten gereinigt werden.

"Wir sind sehr zufrieden mit unserer Zusammenarbeit", bestätigt Vierkotten. "Das Dämpfungssystem ist auch für die neueste Autobetonpumpe S 65 SXF von Schwing erhältlich, die Anfang 2018 auf der Messe World of Concrete vorgestellt wurde. Nach Prototypentests und Optimierungen während der Entwicklung wurde der neue Dehnungssensor DST55R von Baumer in der Serie eingeführt. Baumer Sensoren können wir uns auch für künftige Projekte an unseren Autobetonpumpen vorstellen".

Über den Autor: Thomas Hertig arbeitet bei Baumer als Produktmanager Kraft & Dehnung.


Baumer Group
Die Baumer Group ist Hersteller von Sensoren, Drehgebern, Messinstrumenten und Komponenten für die automatisierte Bildverarbeitung. Das Familienunternehmen hat rund 2.600 Mitarbeiter sowie 38 Niederlassungen in 19 Ländern.

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