Mit einem Sensor lassen sich in einem Wasserstrahlschneidsystem gleichzeitig der Prozesswasserdruck und der Staudruck des Öls kontrollieren. Im Gegensatz zu einem mechanischen Druckschalter lässt sich der Sensor reproduzierbar mit einem Parametriergerät einstellen.
Bei einer neuen Generation von Hochdruckpumpen für Wasserstrahlschneidsysteme greift der Hersteller Uhde aus Hagen auf technische Synergien zurück. Einsparpotenzial sah das Unternehmen durch den Einsatz des Drucksensors PP7554 von ifm electronic. Der Sensor überwacht den Vordruck der Prozesswasserzufuhr und kontrolliert zugleich den Ölkreislauf. „Dadurch muss nur noch ein Sensor auf Lager sein.“, freut sich Volker Bilke, verantwortlich für die Messtechnik bei Uhde. Die verbauten Sensoren sind für flüssige und gasförmige Medien konzipiert und besitzen eine Gesamt- und Schaltpunktgenauigkeit von je 0,5 %. Die Druckaufnahme über eine keramisch-kapazitive Messzelle sorgt in mobilen und stationären Anwendungen für zuverlässige und langzeitstabile Messwerte.
Die Verrohrung des Prozesswassers führt vom Wasserhahn direkt zum Wasseranschluss der Pumpe, dem Herzstück des Wasserstrahlschneidsystems. Damit die Pumpe einwandfrei läuft, muss beim Prozesswasser ein Druck von etwa 2,5 bar anliegen, bevor es in den Zylinder des Hochdruckübersetzers gepumpt wird. Dazu detektiert der Drucksensor direkt hinter der Filterstation des Leitungswassers den Prozesswasserdruck. „Im Gegensatz zu einem mechanischen Druckschalter, der über Manometer und Druckminderer eingestellt wurde, lässt sich der Sensor reproduzierbar mit einem Handparametriergerät einstellen“, so Volker Bilke. „Die Technik ist im Prinzip gleich, nur einfacher.“ Gab es beim mechanischen Schalter noch eine gewisse Grauzone in der Genauigkeit, so ermöglicht der Drucksensor eine exaktere Einstellung.
Für die Parametrierung der Sensoren nutzt Uhde das Bedien- und Anzeigegerät PP2001. Je ein Parametersatz lässt sich speichern und auf den Sensor einspielen. Im Austauschfall müssen die Parameter nicht komplett neu eingetragen werden, sondern lassen sich über das Bediengerät auf den Sensor überspielen.
Hinter der Filterstation verzweigt ein T-Stück die blaue Wasserleitung zu den beiden Hochdruckköpfen. Beim Saughub entnimmt der Hochdruckkopf einseitig das Wasser. Und beim Druckhub verdichtet er es, indem er 3,3 l Wasser pro Minute durch eine 0,35 mm kleine Wasserdüse presst. Rückschlagventile auf beiden Seiten verhindern, dass das Wasser zurück in die Filterstation gedrückt wird. Auf diese Weise lassen sich Drücke von 4000 bar erzeugen. Zur Erläuterung: Ein Wasserstrahl von 4000 bar durchtrennt 100 mm dicken Stahl bei einem Vorschub von 5 bis 10 mm/min.
Ein zweiter Drucksensor von ifm ist im Ölkreislauf integriert. In der Vergangenheit wurde der Ölkreislauf mit einem Schwimmschalter überwacht. Allerdings schaltete der Schwimmschalter nur, wenn der Mindestfüllstand unterschritten wurde. Bei einer Leckage in der Maschine sammelte sich das Öl bis zur Sicherheitsabschaltung in der Auffangwanne: „Da konnten schon einmal hundert Liter in der Maschine stehen“, erinnert sich Bilke.
Mit dem neuen Drucksensor ist ein Ölverlust über die externe Verrohrung nun doppelt abgesichert. Neben dem Schwimmschalter, der die Füllmenge detektiert, überwacht der Sensor den anliegenden Staudruck des Öls, der durch das Filtern verursacht wird. Der Sensor ist dazu direkt vor dem Rücklauffilter angebracht. Sollte der Staudruck aufgrund einer Rohrleckage 0,5 bar unterschreiten, erhält die Steuerung ein Signal und die Pumpe wird abgeschaltet.
Sabrina-Ulica Schuster Technische Redakteurin bei Ifm in Essen
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