INNOVATIVE INDUSTRIE
24 Nicht wenige industrielle Systeme müssen aus Sicherheits-
und Kostengründen rund um die Uhr kontrolliert werden.
NEW BUSINESS • INNOVATIONS | FEBRUAR 2019
Fotos: dieindustrie.at/Mathias Kniepeiss, Pixabay
und setze ihn auf die Spindel, deren Spannsystem den Halter
verriegle. Werde das Werkzeug falsch positioniert, führe
dies zu fehlerhafter Bearbeitung. Verkante sich das Werkzeug,
könne es sich im Extremfall sogar lösen und Schäden
an der Maschine verursachen.
Zur Vermeidung von Schäden oder Bearbeitungsfehlern
werde daher die Werkzeugposition überwacht. Häu g würden
dabei Initiatoren oder Schaltringe für Überwachungsaufgaben
verwendet, die jedoch aufwendig justiert werden
müssten. Micro-Epsilon biete hier mit den induktiven Sensoren
der Serie induSENSOR LVP eine deutlich einfachere
und zuverlässigere Lösung zur kontinuierlichen Überwachung
der Spannposition. Der zylindrische Sensor werde
in die Löseeinheit des Spannsystems integriert. Als Messobjekt
diene ein Ring, der auf die Zugstange aufgeklebt
werde. Dank der kompakten Bauform lasse sich der LVPSensor
bei verschiedenen Werkzeugtypen einsetzen. Zudem
sei der Sensor langlebig, da Messungen berührungslos und
verschleißfrei erfolgen würden.
Der Sensor ermögliche eine kontinuierliche Überwachung
der Spannposition und liefere ein Analogsignal, entsprechend
der Hubbewegung der Zugstange beim Spannen des Werkzeugs.
Dafür müsse der Schaltpunkt nicht mühevoll mechanisch
eingestellt werden. Die miniaturisierte Sensorelektronik
könne entweder vor Ort oder im Schaltschrank
untergebracht werden. TM
www.micro-epsilon.de
www.eura-ag.de
INFO-BOX
Extreme Situationen simulieren und messen
In anderen Gebieten der Sensorik wird indes intensiv geforscht. So kennt jeder den Sicherheitsgurt im Auto, aber nur wenigen ist bewusst,
dass das Gurtschloss bei einem Verkehrsunfall mit bis zu drei Tonnen belastet wird. Würde das Gurtschloss ausgebaut und statisch
ein Gewicht daran hängen, würde das Schloss bei etwa einer Tonne reißen. Bei einem Unfall könne die Belastung des Gurtschlosses
aber wesentlich höher sein, ohne dass ein Bruch auftritt. Wie ist das möglich?
Eine Erklärung dafür ist, dass Werkstoffe bei einer schnellen, kurzzeitigen Belastung höhere Belastungen ertragen als bei einer statischen
Last. Diesen Effekt nennt man Dehnratenabhängigkeit, weil die Dehnung (Längenänderung zur Ausgangslänge) mit einer gewissen
Geschwindigkeit aufgebracht wird. Hohe Dehngeschwindigkeiten, auch Dehnraten genannt, treten zum Beispiel bei einem
Crash auf. Aber auch, wenn ein Rasierer oder ein Handy auf den harten Boden fällt, kommt es zu enormen Dehngeschwindigkeiten.
Um solche Vorgänge rechnerisch bei der Bauteilentwicklung genauer zu simulieren, werden Materialkenndaten benötigt, die diesen
Effekt berücksichtigen. Für die Auslegung moderner Cockpits werden heute daher umfangreiche Crash-Simulationen durchgeführt,
welche zu einer enormen Steigerung der Sicherheit bei Unfällen geführt haben.
Die Materialkenndaten sind aber oft nicht bekannt und müssen aufwendig gemessen werden. Doch derartige Messungen sind nicht
einfach. Mittels sogenannter Schnellzerreißmaschinen wird nicht nur die Kraft-Weg-Kurve der Probe gemessen, sondern zusätzlich die
dynamischen Effekte der Prüfmaschine. Dabei braucht es oft viel Fantasie, um hier vernünftige Materialgesetze ableiten zu können,
insbesondere, wenn die Geschwindigkeiten sehr hoch sind.
In einem gemeinsamen Forschungsprojekt von drei Industriepartnern (Merkle & Partner GbR, Fiedler Optoelektronik GmbH, Keim
Kunststofftechnik GmbH) und zwei Forschungseinrichtungen (Karlsruher Institut für Technologie KIT, Hochschule Aalen – Institute of
Polymer Science and Processing iPSP, Prof. Dr.-Ing. Achim Frick) wurde daher an einem Messsystem zur zuverlässigen und schnellen
Ermittlung von dehnratenabhängigen Werkstoffkennwerten gearbeitet, um so eine bessere Qualität bei der Berechnung von Bauteilen
zu erreichen. Die Arbeiten im Rahmen des Forschungsprojektes führten dabei zu einem stark verbesserten Messaufbau, der auch
bei sehr schnellen Verformungsvorgängen robuste und reproduzierbare Messergebnisse erzeugt.