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Drehgeber Hall-Effekt-Drehgeber sorgt für scharfe Messer

Von Alexander Niedergesäß*

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Novotechnik Messwertaufnehmer OHG
elobau GmbH & Co. KG
item Industrietechnik GmbH
MEGATRON Elektronik GmbH & Co. KG

Wer Wiesen am Steilhang und auf wenig tragfähigen Böden mähen möchte, braucht einen sogenannten Mähbalken. Dessen Messer mussten bisher meist manuell geschärft werden. Heute kann ein automatisches Messerschärfgerät diese Aufgabe übernehmen. Dabei spielt ein Hallsensor eine wichtige Rolle.

Das Messerschärfgerät SG-14 schleift ein Mähbalken-Messer mit 2,40 m Länge innerhalb von nur 14 Minuten.
Das Messerschärfgerät SG-14 schleift ein Mähbalken-Messer mit 2,40 m Länge innerhalb von nur 14 Minuten.
(Bild: BBS GmbH)

Die Mitarbeiter der BBS GmbH aus dem österreichischen Bartholomäberg wissen, wie umständlich die Instandhaltung eines Mähbalkens ist: „Seine Messer werden nach spätestens vier Stunden stumpf und müssen dann nachgeschärft werden“, sagt Geschäftsführer Johannes Bitschnau. Mangels Alternativen blieb den Landwirten für diese Aufgabe bis vor kurzem oft nur der Einsatz von Winkelschleifern.

Mühsam und ungenau

Eine nicht nur eine mühsame Aufgabe: Das manuelle Nachschärfen ist zudem ungenau, weil sich der Schleifwinkel durch die manuelle Führung der Maschine oft verändert. Die Folge sind ungleichmäßig abgeschliffene Messer und damit eine kürzere Standzeit der Messer.

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„Bauern aus der Region äußerten deshalb den Wunsch nach einem Halbautomaten“, so Johannes Bitschnau – und die BBS GmbH machte sich an die Entwicklungsarbeit. Bald lag ein Prototyp vor: Das Messerschärfgerät SG-14 für Finger- und Doppelmesser-Mähbalken. Die schwimmend gelagerte Maschine arbeitet exakter als Vollautomaten, ist jedoch einfacher aufgebaut und deutlich kostengünstiger.

Das Messerschärfgerät eignet sich für Mähbalken-Messer aller Längen, da BBS die Führungsschienen individuell anfertigt. Ist die Schiene lang genug, lassen sich sogar mehrere Messer gleichzeitig schärfen. Die Schleifscheiben bestehen aus Bohrnitrit, dem nach Diamant zweithärtesten Material der Welt. Bohrnitrit nutzt sich kaum ab, muss nicht nachgestellt werden und ermöglicht das Schleifen mit einer deutlich geringeren Temperatur als mit herkömmlichen Schleifmitteln. Dadurch bleiben die Klingen länger scharf.

Eine kleine Erfolgsgeschichte

Das neue Messerschärfgerät kam sehr gut an und wurde daher immer weiterentwickelt. Hatte das erste Modell noch Drehknöpfe und ein Rändelrad, an denen der Schärfwinkel und die Schleifdauer stufenlos eingestellt werden konnten, verfügt die neueste Ausführung SG-18 bereits über eine kompakte SPS und ein LC-Display. Über das Display können verschiedene Schleifwinkel sowie die Anzahl der Schleifzyklen programmiert werden. Auch die Position des optischen Sensors unter der Klinge lässt sich an dem kleinen Bildschirm per Tastendruck festlegen.

Nachdem die Einstellungen vorgenommen wurden, wird die Maschine gestartet, fährt in die Ausgangsposition und direkt danach zur ersten Klinge. Dort setzt die Schleifscheibe auf und wird mittels einer Justierschraube plan zur Klingenfläche ausgerichtet. Anschließend definiert der Anwender den Anpressdruck der Schleifscheibe mit einer Federarretierung und der Bearbeitungsvorgang wird gestartet.

Buchtipp

Das Buch Industriesensorik beschreibt die Entwicklung und die praktische Anwendung der wichtigsten Sensoren. Durch anwendungsbezogene Fehleranalysen von Messsystemen, Sensoren und Sensorsystemen, jeweils ergänzt durch viele detaillierte, vollständig durchgerechnete Anwendungsbeispiele, eignet sich das Buch nicht nur für Studenten, sondern auch für Ingenieure und Techniker verschiedener Fachrichtungen.

Inkremental in die programmierte Winkelposition

Nach jedem zweiten Messer fährt die Schwenk-Einrichtung des Schleifgerätes wieder die Referenzposition Z des eingebauten Hall-Effekt-Drehgebers ETI25 von Megatron an, um sich inkremental in die programmierte Winkelposition zu bewegen. In dieser Stellung fährt das Schleifgerät dann an die Klinge des Mähmessers heran, der Schleifvorgang beginnt erneut. Und das mit Tempo: Für ein 2,40 m breites Messer benötigt die Maschine gerade einmal 14 Minuten.

Der Halleffekt-Sensor ETI25

Der ETI25 bietet eine Auflösung von bis zu 1024 Impulsen pro Umdrehung. Er arbeitet aufgrund seiner Hall-Technologie berührungslos und hat deshalb mit über 100 Mio. Wellen-Drehbewegungen eine deutlich höhere Lebensdauer als konventionelle Potentiometer. Aufgrund des sehr kompakten Gehäuses mit einem Durchmesser von 25 mm lässt sich der Sensor zudem problemlos in den engen Bauraum des Schärfgeräts integrieren. Die Montage erfolgt schnell und einfach über ein Zentralgewinde (Bushing).

Der ETI25 gehört zur modular aufgebauten Drehgeber-Serie ETx, deren Sensoren zahlreiche Elektronik-, Mechanik- und Software-Optionen bieten und sich daher exakt an jede Anwendung anpassen lassen. Megatron stattet den ETI25 beispielsweise je nach Kundenwunsch mit Lötanschluss, Klemmenanschluss sowie mit einem Flachband- bzw. Rundkabel oder einer Wellenabdichtung aus.

Bei Serienbedarf ist zudem der Einbau von Sonderwellen und Steckern sowie die Konfektionierung von Kabeln, eine Änderung der Signalfolge/Index-Position und eine Änderung des Betriebsdrehmoments möglich. Darüber hinaus modifiziert Megatron die Sensoren bei entsprechenden Stückzahlen so, dass der Absolut-Wert beim Einschalten durch das Hochzählen der Impulse ausgegeben wird. Und schließlich kann der Kunde aus zahlreichen elektronischen Anschlussmöglichkeiten diejenige wählen, die für seine Anwendung am besten geeignet ist.

Neben dem ETI25 und dem Winkelschleifgerät (12.000 min-1) gehört auch ein optischer Sensor zu den zentralen Komponenten des Schärfgeräts. Dieser Sensor erfasst die Lage der Mähmesser und sorgt dafür, dass das Schleifgerät seine Startposition findet bzw. fehlende Klingen erkennt und automatisch zur nächsten Klinge fährt. Mit dem ETI25 wiederum wird die Winkelposition des Schleifgeräts gemessen. Die beiden Sensoren sind neben der Steuerung das Herzstück des Messerschärfgeräts: Erst die von ihnen bereitgestellten Daten ermöglichen erst ein sauberes einwandfreies arbeiten des Messerschärfgerätes..

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BBS-Geschäftsführer Johannes Bitschnau ist deshalb sehr zufrieden mit der Leistung der Sensoren. Auch der Service des Sensor-Spezialisten hat den Ingenieur beeindruckt: Ein Außendienst-Mitarbeiter hatte ihn ausführlich vor Ort beraten und ihn dabei unterstützt, den optimalen Drehgeber für die Anwendung zu finden.

* Alexander Niedergesäß ist Produktmanager Winkelsensoren bei der Megatron Elektronik GmbH & Co. KG

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