Als führender Anbieter von Hydraulikanlagen hat Busch Hydraulik sich über die Jahre hinweg einen Namen als Experte für maßgeschneiderte Lösungen in der Industrie gemacht. In einem unserer jüngsten Projekte haben wir unsere Expertise unter Beweis gestellt, indem wir an der Entwicklung und Integration von innovativen Polyimid-LVDT-Sensoren in Hydraulikzylindern beteiligt waren. Diese Fallstudie beleuchtet die Herausforderungen, denen wir uns bei diesem Projekt stellten, und die Lösungsansätze, die zur erfolgreichen Realisierung führten.
Projektübersicht
Unser Kunde, ein Unternehmen aus der Fertigungsindustrie, wandte sich an uns mit der Anforderung, eine präzise und robuste Lösung zur Positionsbestimmung innerhalb von Hydraulikzylindern zu entwickeln. Die Zielsetzung war die Integration eines Sensors, der unter extremen Bedingungen zuverlässig funktioniert und gleichzeitig die Anforderungen an Miniaturisierung und Langlebigkeit erfüllt. Die Wahl fiel auf Polyimid-LVDT-Sensoren (Linear Variable Differential Transformer), die speziell für den Einsatz in Hydraulikzylindern entwickelt wurden.
Herausforderung: Integration eines hochpräzisen Sensors in einem extremen Umfeld
Ziel des Projekts war die Entwicklung eines innovativen, offenen LVDT-Positionssensors auf Basis von Polyimid-Folien, der als lineares Wegmesssystem speziell für den Einsatz in Hydraulikaktoren konzipiert wurde. Dabei galt es, die Funktionalität des Sensors unter extremen Bedingungen sicherzustellen, darunter:
- Hohe Belastungen (bis zu 250°C und 320 Bar Druck),
- Störanfällige Umgebungen (elektromagnetische Verträglichkeit, EMV),
- Hohe Staubbelastung (über 10.000 PPM bei Partikelgrößen unter 1,5 μm).
Zusätzlich umfasste das Projekt die Entwicklung eines neuartigen LVDT-Sensorsystems mit integrierter Ausleseelektronik auf Basis der TDC-Phasenauswertung (EF Pumpe, NIKI4.0). Der Sensor wurde für die Integration in verschiedene Hydraulikzylinder entwickelt, von kurzen Zylindern (~20 cm) bis hin zu längeren Zylindern (~1 m). Um die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit des Sensors zu bestätigen, wurden umfangreiche Messungen zur Robustheit und Genauigkeit durchgeführt.
Lösungsansatz: Maßgeschneiderte Integration der Polyimid-LVDT-Sensoren
Nach einer umfassenden Analyse der Anforderungen und der spezifischen Betriebsbedingungen haben wir uns entschieden, auf Polyimid-LVDT-Sensoren zu setzen, die für ihre Robustheit und Präzision bekannt sind. Unser Ansatz umfasste mehrere Phasen, von der Planung über die Entwicklung bis hin zur Implementierung und Validierung.
- Anforderungsanalyse und Konzeptentwicklung
In der ersten Phase haben wir die spezifischen Anforderungen des Kunden im Detail analysiert. Hierbei wurden die betrieblichen Bedingungen, unter denen der Hydraulikzylinder eingesetzt wird, sowie die Anforderungen an die Messgenauigkeit des Sensors berücksichtigt. Basierend auf diesen Erkenntnissen entwickelten wir ein Konzept für die Integration der Polyimid-LVDT-Sensoren. - Entwicklung und Prototyping
In der Entwicklungsphase lag unser Hauptaugenmerk auf der Miniaturisierung und der mechanischen Integration des Sensors in den Zylinder. Es wurden mehrere Prototypen erstellt, um die optimale Positionierung und Befestigung des Sensors zu gewährleisten. Dabei wurde besonders auf die Sicherstellung der Dichtheit des Systems geachtet, um das Eindringen von Hydraulikflüssigkeit zu verhindern und somit die Langlebigkeit des Sensors zu gewährleisten. - Test und Validierung
Nach der erfolgreichen Integration des Sensors in die Prototypen folgte eine umfangreiche Testphase. Die Sensoren wurden unter realen Betriebsbedingungen getestet, um ihre Genauigkeit und Zuverlässigkeit zu überprüfen. Insbesondere die Tests unter extremen Druck- und Temperaturbedingungen waren entscheidend, um sicherzustellen, dass der Sensor den Anforderungen gerecht wird. Unsere Tests zeigten, dass die Polyimid-LVDT-Sensoren auch unter extremen Bedingungen präzise Messergebnisse lieferten und sich als äußerst robust erwiesen. - Serienproduktion und Implementierung
Nach der erfolgreichen Validierung der Prototypen erfolgte die Übergabe an die Serienproduktion. Wir unterstützten den Kunden bei der Implementierung der Lösung in ihre Fertigungsprozesse und stellten sicher, dass die Integration der Sensoren in die Hydraulikzylinder reibungslos verlief.
Ergebnis: Präzise Messungen und verbesserte Prozesskontrolle
Durch die Integration der Polyimid-LVDT-Sensoren in die Hydraulikzylinder konnte unser Kunde die Genauigkeit der Positionsmessungen erheblich verbessern. Die präzisen Messdaten ermöglichen eine optimierte Prozesssteuerung und tragen zur Effizienzsteigerung in der Produktion bei. Darüber hinaus wurde durch die robuste Bauweise der Sensoren eine lange Lebensdauer gewährleistet, was die Betriebskosten senkt und die Zuverlässigkeit der Hydraulikzylinder erhöht.
Wir sind stolz darauf, als zuverlässiger Partner in diesem anspruchsvollen Projekt fungiert zu haben und freuen uns auf zukünftige Herausforderungen, bei denen wir unsere Expertise weiter unter Beweis stellen können.