Maßgeschneiderte Schwingungsüberwachung für höchste Ansprüche

Mit dem J-SEN 4.0 entstand aus enger Zusammenarbeit ein maßgeschneiderter Schwingungssensor für höchste industrielle Ansprüche. Er verbessert Prozessqualität, senkt Wartungskosten und verlängert die Lebensdauer von Maschinen – bei maximaler Flexibilität und Präzision. 

Die Entwicklung des J-SEN 4.0 basiert auf einer konsequenten Zusammenarbeit zwischen Hauber-Elektronik und Jöst GmbH + Co. KG (folgend Joest). Ausgangspunkt war der HE050, ein IO-Link Schwingungssensor aus dem Portfolio von Hauber-Elektronik. Joest, Spezialist für Schwingförder- und Siebtechnik, stellte hohe Anforderungen an die Überwachung und Steuerung der Maschinen. Gleichzeitig war Flexibilität gefragt, um den Sensor in verschiedenen Einsatzbereichen nutzen zu können. Der J-SEN 4.0 stellt dabei eine logische Weiterentwicklung des JSEN1 dar und erfüllt die gestiegenen Anforderungen an moderne Schwingungssensorik. 

Mit dem J-SEN 4.0 entstand so ein Sensor, der nicht nur präzise misst, sondern auch die Prozessqualität erhöht, Wartungskosten senkt und die Lebensdauer der Maschinen verlängert. Dieser Bericht beleuchtet, wie diese Partnerschaft zu einem innovativen Produkt führte, das Maßstäbe setzt. 

Die Anforderungen 

Joest ist ein weltweit führender Anbieter von Schwingmaschinen und Fördertechnik. Das Portfolio des Unternehmens umfasst Vibrationsförderer, Siebmaschinen und Resonanzförderer, die in vielen Branchen wie Metallurgie, Chemie, Recycling und Bergbau eingesetzt werden. 

Die Maschinen von Joest arbeiten oft unter extremen Bedingungen und müssen dabei höchste Präzision und Zuverlässigkeit gewährleisten. Unterschiedliche Schwingungsarten – von linearen bis zu kreisförmigen Bewegungen – erfordern eine flexible und robuste Sensorik. 

Anforderungen an den Sensor 

• Präzise Messung von Schwingweite, Frequenz und Temperatur. 
• Robustheit für den Einsatz in industriellen und oft rauen Umgebungen. 
• Einfache Integration in bestehende Maschinen und Steuerungssysteme. 

Vom HE050 zum J-SEN 4.0

Der IO-Link Schwingungssensor, der mehrere Messgrößen erfasst und überträgt, erwies sich als ideale Plattform für eine branchenspezifische Lösung für Schwingmaschinen.  

Funktionen und Messwerte des HE050 IO-Link: 

• Schwinggeschwindigkeit mm/s (rms) 
• Schwingbeschleunigung g (rms) 
• Schwingbeschleunigung g (peak) 
• Temperatur (°C) 
• IO-Link Schnittstelle 
• Schaltausgang 
• Analogausgang, auch Hybrid, parallel zu IO-Link nutzbar.

In enger Zusammenarbeit mit Joest entstand der J-SEN 4.0 – ein speziell angepasster Schwingungssensor, der exakt auf die Anforderungen von Schwingmaschinen zugeschnitten ist. Da die Schwingweite bei diesen Anwendungen eine zentrale Prozessgröße ist, wurde der Sensor um diese Messfunktion ergänzt, um eine präzise und zuverlässige Überwachung zu ermöglichen.

Dominante Frequenz als Schlüssel 

Die dominante Frequenz ist eine wichtige Kenngröße bei der Überwachung von Schwingmaschinen. Sie beschreibt die Frequenz, bei der die Schwingungsenergie den höchsten Anteil hat und liefert damit entscheidende Informationen über den Betriebszustand der Maschine. Abweichungen von der Soll-Frequenz können auf Veränderungen im System hinweisen. 

Der Schwingungssensor von Hauber-Elektronik erfasst die dominante Frequenz kontinuierlich und stellt sie über IO-Link oder analoge Schnittstellen bereit. Damit steht die dominante Frequenz als zentraler Baustein für Schwingmaschinen zur Verfügung. 

Universelle Einsetzbarkeit 

Um das breite Anwendungsspektrum des Joest-Maschinenportfolios abzudecken, wurde der J-SEN 4.0 so konzipiert, dass er weltweit und universell einsetzbar ist: Mit einem Messbereich der Schwingweite von 0 bis 40 mm, einem Frequenzbereich von 5 bis 100 Hz und einer maximalen Beschleunigung von ±15 g eignet sich der Sensor für alle gängigen Maschinentypen – von linearen Förderern bis hin zu Kreisbewegungssieben. 

Diese universelle Einsetzbarkeit reduziert die Variantenvielfalt, vereinfacht die Integration in bestehende Anlagen und ermöglicht eine durchgängige Sensorstrategie über das gesamte Produktspektrum hinweg. 

 
Praxisbewährte Anwendungen 

Dank der IO-Link-Schnittstelle lässt sich der Sensor nahtlos in bestehende Steuerungssysteme einbinden, wodurch der Verkabelungsaufwand reduziert wird. Zudem erlaubt IO-Link die Auswertung von Wartungs- und Diagnosedaten wie z.B. einen Betriebsstundenzähler die Daten werden dezentral im Sensor erfasst und gespeichert.   

Schwingweitenüberwachung: Der Schwingungssensor misst die Amplitude in mm an Schwingmaschinen. Dadurch stellt der Sensor die für den Prozess relevante Messgröße bereit. Veränderungen in der Schwingweite (Amplitude) hängen mit Schwankungen im Prozess zusammen und können dadurch erkannt und behoben werden.  

Schwingwinkelermittlung: Durch die Anordnung von zwei Sensoren im 90°-Winkel kann der Schwingwinkel präzise bestimmt und überwacht werden. Dies ist entscheidend für die optimale Justierung der Förderbewegung. Der Schwingwinkel bestimmt die Fördergeschwindigkeit. 

Orbitüberwachung: Bei Siebmaschinen wird die Kreisbewegung (Orbit) ebenfalls durch die Messung zweier Schwingungssensoren im 90° Winkel überwacht. Unregelmäßigkeiten wie z.B. Überladung werden frühzeitig erkannt und die Prozessqualität wird sichergestellt. 

Regelung von Resonanzförderern: Das Ausgangssignal des Schwingungssensor wird im Regelkreis genutzt, um die Amplitude konstant zu halten. So kann der Resonanzförderer immer nahe der Resonanzfrequenz betrieben werden. IO-Link ermöglicht dabei die Übertragung aller relevanten Prozessdaten in Echtzeit, die eine präzise Regelung und eine schnelle Fehlerdiagnose sicherstellen. 

Erfolg durch Zusammenarbeit 

Die langjährige Partnerschaft zwischen Hauber-Elektronik und Joest basiert auf einer vertrauensvollen Zusammenarbeit, die sich besonders in der engen Abstimmung während der Entwicklungsphase zeigt. Individuelle Anpassungen wurden schnell umgesetzt, begleitet von zuverlässigem Support und gezielten Schulungen. Die technologische Ausgereiftheit der Schwingungssensoren spiegelt sich in ihrer hohen Messgenauigkeit, Vielseitigkeit und Robustheit wider; sie erfüllen sämtliche Anforderungen von Joest und bieten darüber hinaus Funktionen, die den Betrieb weiter optimieren. Der Einsatz des modifizierten Sensors ermöglicht es Joest, den Schwingprozess aktiv zu steuern, Wartungskosten zu senken, die Lebensdauer der Maschinen zu verlängern und gleichzeitig Energieeffizienz sowie Nachhaltigkeit zu fördern. 

Die Partnerschaft zeigt, wie aus einem Basis-Produkt durch gezielte Anpassungen eine passgenaue Lösung für die anspruchsvollen Anforderungen von Jöst entwickelt werden konnte. 

Die Vorteile sprechen dabei für sich: 

• Maximale Betriebs- und Prozesssicherheit durch präzise Schwingungsüberwachung und frühzeitige Fehlererkennung. 
• Optimierte Wirtschaftlichkeit durch reduzierte Wartungskosten und eine verlängerte Lebensdauer der Maschinen. 
• Nachhaltigkeit und Effizienz durch energieoptimierte Prozesse und eine zuverlässige Maschinenregelung.