Magnetfeldsensor BIM-UNT

Die Lage der Automation

Positionsabfrage an Pneumatikzylindern
Mit einer optionalen Klemmhalterung lässt sich der Sensor auch an Rundzylindern montieren.
Magnetfeldsensoren zur Abfrage der Kolbenposition in Pneumatikzylindern sind heute Standard. Wenn jedoch ein Sensor schlecht justiert ist oder sich aus der Arretierung löst, dann steht die Maschine. Mit der Produktfamilie BIM-UNT entwickelte Turck einen Magnetfeldsensor, der sich rüttelsicher an verschiedenen Zylinderbauformen befestigen lässt und gute EMV-Eigenschaften aufweist.

Wenn Sensoren losgerüttelt werden oder schlecht justiert sind, verursachen sie häufig Probleme. Diese Fehlerquellen führen nicht selten zu Schwierigkeiten im Betrieb – bis hin zum Stillstand einer Maschine. Mit seiner neuen Sensorfamilie BIM-UNT zur Abfrage von Pneumatikzylindern will Turck diese Fehlerquellen ausschalten.

Heute werden immer mehr vollelektronische Sensoren zur Abfage von Pneumatikzylindern eingesetzt, denn gegenüber Reed-Kontakten haben sie handfeste Vorteile wie Prell- und Verschleißfreiheit (keine bewegten Teile), kein Verkleben der Kontakte und keine Mehrfachschaltpunkte. Elektronische Schalter beruhen auf verschiedenen Funktionsprinzipien, beispielsweise dem Hall-Effekt, dem magneto-resistiven Effekt oder dem Sättigungskern-Verfahren.

Konstruktive Standards

Nicht nur die elektrischen Anforderungen, auch neue Designs und Ausführungsformen der Zylinder müssen berücksichtigt werden. Vor einigen Jahren noch waren Pneumatikzylinder mit Zugstangen Stand der Technik. Hierbei wird der Kolben in einem Rohr geführt, während die Anschlussflansche von Zugstangen zusammengehalten werden. Diese Zugankerzylinder werden zunehmend durch Profilzylinder abgelöst. Diese bestehen aus einem meist quadratischen Alu-Profil mit Befestigungsbohrungen sowie einer oder mehrerer Nuten in verschiedenen Formen, die sich bestens zur Befestigung der Sensoren nutzen lassen. Hier hat sich vor allem das T-Nut-Profil mit 5,2 Millimeter Nutbreite durchgesetzt, das alle Zylinderhersteller mittlerweile als Standard und Quasi-Norm übernommen haben.

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Die konstruktiven Veränderungen müssen auch bei der Entwicklung neuer Sensoren berücksichtigt werden. Hat man bei den Zugankerzylindern die Sensoren an den Zugankern selbst befestigt, lassen sich nun die Nuten zur Befestigung nutzen. Außerdem erfordern immer kleiner werdende Zylinder auch immer kleinere Sensoren.

Die erste Generation von Sensoren für T-Nut-Zylinder – sogenannte Nutsensoren – muss von der Seite in die Nut eingeschoben werden. Hier sind zwar die Sensoren relativ robust, aber unflexibel im Handling, was eine aufwändige Montage erforderlich macht. Insbesondere bei der Bestückung bereits montierter Zylinder ergeben sich immer wieder Probleme, wenn die Nuten nicht von der Seite zugänglich sind. Die folgende Typengeneration – von oben in die Nut einlegbar – ist zwar deutlich flexibler, allerdings meist zu Lasten der Stabilität, weil die ersten Befestigungssysteme den Sensor nur an einer Stelle fixierten oder unterdimensioniert waren.

Im Zuge der fortschreitenden Automatisierung stiegen die Anforderungen an Sensoren auch hinsichtlich der Stabilität. Ein modernes Produkt muss heute alle Anforderungen erfüllen: kleine Bauform, robustes Gehäuse, flexible Befestigungsmöglichkeiten und minimaler Installationsaufwand. Nach diesem Lastenheft konstruierten die Turck-Entwickler im engen Kontakt mit Anwendern die neue Generation von T-Nut-Zylindersensoren.

Klein, robust und flexibel

Mit nur 28 Millimeter Gesamtlänge ist der BIM-UNT einer der kompaktesten Sensoren auf dem Markt. Die aktive Fläche befindet sich direkt am Sensorende und ermöglicht dadurch selbst an kompakten Kurzhubzylindern noch eine sichere Erkennung der Kolbenposition bis in die Endlagen hinein. Die von allen Seiten sichtbare, sehr helle Rundum-LED unterstützt eine schnelle und einfache Justage, denn der Schaltzustand ist vor Ort jederzeit erkennbar.

Die BIM-UNT-Sensoren 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 wird danach justiert und mit der Befestigungsschraube endgültig rüttelsicher fixiert. Sie wurde nahe dem Kabelabgang positioniert, was das Abheben des Sensors bei Zug am Kabel zuverlässig verhindert. Die Befestigung des Sensors in der T-Nut erfolgt durch eine neue Flügelschraube aus einer robusten Werkzeugstahl-Legierung, die sehr stabil ist und den Sensor mit nur einer Viertelumdrehung in der Nut dauerhaft nach unten drückt. Die Befestigungschraube lässt sich wahlweise mit einem Schlitzschraubendreher oder einem Innensechskantschlüssel fixieren.

Über die Anforderungen der aktuell gültigen Version der EN 60947-5-2 hinaus erfüllt der neue BIM-UNT schon heute die strengen Auflagen der neuen Fassung, in der höhere Anforderungen (für Versuche nach EN 61000-4-6 „leitungsgeführte Störungen“) eingeschlossen sind.

Für den Magnetfeldsensor steht von Anfang an ein umfangreiches Zubehörprogramm zur Verfügung. Es umfasst Montagezubehör für andere Zylinderarten (Profil-, Zuganker-, Rund- und Schwalbenschwanzzylinder), Justierzubehör zur Feineinstellung des Schaltpunktes, Fixierzubehör (zur zusätzlichen Montage und zum nachträglichen Wiederfinden des Schaltpunktes) sowie Kabelbefestigungsclips zur sicheren Kabelverlegung.
Oliver Marks (gm)

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