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Ultraschallsensor in der Kompostaufbereitung

Die Kraft der Sonne hat die Luft unter dem riesigen Wellblechdach des Betriebes der KDM-Kompostierungs- und Vermarktungsgesellschaft für Stadt Düsseldorf/Kreis Mettmann mbH aufgeheizt. Ein erdig-feuchter Geruch steigt sofort in die Nase. Tausende von Kubikmetern Kompost reihen sich Zeile für Zeile gleichförmig aneinander, getrennt durch mannshohe Betonmauern. Inmitten dieser weitläufigen Umgebung zieht der „BACKHUS Lane Turner“ der Firma Eggersmann nicht nur durch das sonore Brummen seines kräftigen 6-Zylinder-Motors die Aufmerksamkeit auf sich, sondern auch durch seine sattblaue Lackierung.

Jens Brinkmann, Abteilungsleiter Elektrotechnik bei der Eggersmann GmbH, verfolgt die Bewegung der massiven Maschine ganz genau mit: „Die eigene Konstruktion beim Kunden im Einsatz zu beobachten, ist für jeden Ingenieur ein erfüllender Moment“, kommentiert er und lässt dabei etwas feinen Kompost durch seine Finger rieseln. „Damit aus Grünschnitt, Gartenabfällen und Biomüll solch hochwertiger, humusreicher Kompost wird, ist eine ganze Reihe an möglichst automatisierten Prozessschritten notwendig. Auf diesem Gebiet kennen wir uns aus bei Eggersmann und lassen unser Wissen und unsere Erfahrung in die Konstruktion unserer Markenprodukte, wie beispielsweise die BACKHUS-Umsetzer, fließen.“

BACKHUS Lane Turner Zeilenumsetzer
BACKHUS Lane Turner Zeilenumsetzer

Der leistungsstarke Rotor an der Unterseite des Lane Turners schichtet das in den Zeilen gelagerte Rottegut um.


Luft und Wasser bilden die Basis

Ein Ergebnis dieser Arbeit sind die genannten Produkte aus der Reihe Lane Turner von BACKHUS: Konzipiert und konstruiert am Eggersmann Standort für Umsetztechnologie im niedersächsischen Wardenburg, verrichten die vollautomatisierten „Zeilenumsetzer“ nun ihren Dienst hier bei der Düsseldorfer Kompostierungs- und Vermarktungsgesellschaft mbH und – wie der Exportanteil von 90 % zeigt – an vielen anderen Orten überall auf der Welt. Ihre Aufgabe ist dabei klar definiert: Innerhalb eines in einzelnen Zeilen („Mieten“) gelagerten Gemischs organischer Abfallmaterialien („Rottegut“) müssen die zur Kompostierung nötigen mikrobiologischen Prozesse ablaufen. Die entscheidende Bedingung hierfür ist ein entsprechendes Verhältnis von Sauerstoffangebot und Wassergehalt. Dieses stellt der Lane Turner sicher, indem er beim Überfahren das Rottegut mit seinem leistungsstarken Rotor umschichtet und anschließend über eine an der Maschinenrückseite integrierte Trommel bewässert.

Schwergewichte beim Balanceakt

Wie die Stellung als Weltmarktführer für Umsetztechnologie zeigt, ist in Sachen Steuerungs- und Antriebstechnik jede Menge Know-how bei den Wardenburger Maschinenbauern vorhanden. Ein gutes Händchen bei der Auswahl von Lieferanten und Partnern zu haben, sei jedoch ebenfalls wichtiger Teil dieser Kompetenz, erklärt Brinkmann: „Im Bereich Sensorik vertrauen wir auf Pepperl+Fuchs“, berichtet er und deutet auf den sich bereits durch die nächste Miete arbeitenden Lane Turner: „Sie sehen, wie schmal die Fahrspur für die Maschine ist.“ Tatsächlich bleibt der vollautomatisierten Maschine verblüffend wenig Platz, sich mit ihrem Kettenfahrwerk über die Miete hinweg zu bewegen: Auf der links und rechts jeweils etwa 20 Zentimeter breiten Betonmauer scheint der mehrere Tonnen schwere Lane Turner ohne eine Einfassung oder physische Spurführung geradezu einen Balanceakt zu vollführen.

Kettenfahrwerk Lane Turner mit Ultraschallsensor
Kettenfahrwerk Lane Turner mit Ultraschallsensor

Die Ultraschallsensoren von Pepperl+Fuchs sind direkt am Kettenfahrwerk des Lane Turners verbaut.


Ultraschallsensorik als Netz und doppelter Boden

Damit diese Gratwanderung gelingt, kommen Ultraschallsensoren von Pepperl+Fuchs zum Einsatz. Vier solcher Sensoren sind jeweils in Höhe der Antriebsräder des Kettenfahrwerks an einer Metallvorrichtung montiert. Hier überprüfen sie kontinuierlich, wie sich der Abstand zur Betonmauer entwickelt und geben diese Information über ein analoges 4…20-mA-Normsignal an die Steuerung des Lane Turners weiter. Weicht der Ist- vom Sollwert ab, wird die Position des Fahrzeugs über die Steuerung korrigiert und der Prozess kann ohne Unterbrechung weiterlaufen. So sind Equipment und Kompostierungsvorgang jederzeit vor Zwischenfällen geschützt. Warum hat Eggersmann bei dieser „Absturzsicherung“ auf die Ultraschallsensorik von Pepperl+Fuchs gesetzt? „Bei der Bewertung unserer Applikation zeigte sich schnell, dass Ultraschall die richtige Lösung ist, denn die Umgebungsbedingungen bei unseren Kunden sind wirklich herausfordernd. Ein Kompostierungsprozess bringt natürlich immer einen gewissen Grad an Verschmutzung mit, denn es befinden sich Staub und Feuchtigkeit in der Luft. Zudem sind Recyclinganlagen, wie hier in Düsseldorf, häufig nicht vollständig ummauert, sondern lediglich überdacht. Das führt zu erheblichen Temperaturschwankungen, denen die Sensorik ausgesetzt ist. Das Wirkprinzip Ultraschall ist für solche Bedingungen aber bestens geeignet“, resümiert Brinkmann die Entscheidung.

Nach Beratung mit Jens-Peter Weidlich, Vertriebsingenieur bei Pepperl+Fuchs, fiel die Wahl dann schließlich auf den UB500-18GM75-I-V15. Dieser Ultraschallsensor ist mit seinem Analogausgang zur Distanzmessung geeignet und in Schutzart IP67 ausgelegt, sodass er gegen Staub- und Wassereintritt unempfindlich ist. Dank eines weiten Temperaturbereichs von -25 ... 70 °C und einer eingebauten Temperaturkompensation verrichtet er auch in offenen Außenbereichen zuverlässig seinen Dienst.

Ultraschallsensor UB500
Ultraschallsensor UB500

Der Ultraschallsensor UB500-18GM75-I-V15 ist mit seinem Analogausgang zur Distanzmessung geeignet und in Schutzart IP67 ausgelegt, sodass er gegen Staub- und Wassereintritt unempfindlich ist.


Auf neuen Wegen

Trotz der so verlässlichen Funktion des bisher verwendeten Sensors sind die Konstrukteure bei Eggersmann gerade dabei, den nächsten Schritt in Richtung Zukunft zu unternehmen. Deshalb erprobt man den Einsatz eines neuen Ultraschallsensors – ebenfalls aus dem Hause Pepperl+Fuchs. Brinkmann erklärt die Motivation, warum er und seine Kollegen nicht an Altbewährtem festhalten, sondern auch bereit sind, bekannte Pfade zu verlassen: „In der Position als Marktführer legen wir besonderen Wert darauf, Lösungen zu bieten, die technisch alle Potenziale ausschöpfen und dabei gleichzeitig so intuitiv wie nur möglich sind. Als Herr Weidlich an uns herangetreten ist, um uns die neue Baureihe UC-F77 zu präsentieren, hat das gleich unser Interesse geweckt. Zum einen aufgrund der guten Erfahrungen mit Pepperl+Fuchs aus der Vergangenheit, zum anderen durch den hohen Innovationsgrad des neueren Geräts.“

Mit IO-Link benutzerfreundlich wie nie

Vergleicht man die beiden Sensoren miteinander, sticht der offenkundigste Unterschied direkt ins Auge: Der neue F77, der hier als Sidelooker-Variante angewendet werden soll, ist extrem kompakt in einem kubischen Gehäuse verbaut und spart deutlich Platz gegenüber der zylindrisch ausgelegten Variante des 18GM75. Gleichzeitig bringt er dabei die robusten Eigenschaften für Kompostieranwendungen mit, die auch den zuvor bei Eggersmann eingesetzten Sensor auszeichneten. Die größte Innovation ergibt sich jedoch im Bereich des Handlings auf Seite der Endkunden: Wie der Typenschlüssel bereits verrät, unterstützt der Ultraschallsensor UC800-F77S-IU-IO vollumfänglich den IO-Link-Standard. Damit erschließt er auch für die Anwender des BACKHUS Lane Turners eine ganze Reihe neuer Annehmlichkeiten. So erfolgt zum Beispiel die Parametrierung beim F77 bequem über die Software PACTware via Laptop und nicht mehr nur am Gerät selbst, was einen klaren Zugewinn in Sachen Benutzerfreundlichkeit bedeutet. Muss doch mal ein Sensor ausgetauscht werden, kann der Kunde ihn bereits vorparametriert zugesendet bekommen.

Für Brinkmann sind es diese Faktoren, die letztlich gute von hervorragenden Lösungen unterscheiden: „Den Kunden Zeit und Aufwand einzusparen, wo es nur geht, ist unser erklärtes Ziel. Bei uns als Lösungsanbieter im Bereich ökologischer Nachhaltigkeit sollen sie jederzeit die Gewissheit haben, auch eine nachhaltige Investition getätigt zu haben. Versierte Partner wie Pepperl+Fuchs helfen uns dabei, diesem Qualitätsversprechen gerecht zu werden.“

Ultraschallsensor UC-F77*

Ultraschallsensor UC-F77 – Flexibel, präzise und zuverlässig

In seinem extrem kompakten Gehäuse beherbergt der UC-F77 leistungsfähige und universell einsetzbare Ultraschalltechnologie.


Neben der Kommunikation bis in die Sensorebene dank IO-Link bietet diese Baureihe zudem eine sensorautarke Synchronisation und Störzielausblendung für eine jederzeit sichere und präzise Objekterfassung.


www.pepperl-fuchs.com/f77-ultrasonic-sensors