Interview – Johann Elter, Pepperl+Fuchs

Flexibler Standard

2. November 2021, 16:22 Uhr | Inka Krischke
Pepperl-Anlauf
© Pepperl+Fuchs

Der Näherungsschalter ist das Produkt der ersten Stunde bei Pepperl+Fuchs, seine Erfindung maßgeblich für den Erfolg des Unternehmens. Nun kommt der induktive zylindrische Standardsensor in einem modernen Portfolio auf den Markt. Näheres verrät Entwickler Johann Elter.

Herr Elter, der Näherungsschalter hat eine lange Geschichte bei Pepperl+Fuchs. Was war ausschlaggebend für die jüngste Weiterentwicklung?

Johann Elter: Wir haben eine lange Historie in dieser Technologie, und diese Historie bringt es mit sich, dass wir eine Vielzahl an Produkten auf unterschiedlichem technischem Stand hatten – manche veraltet, manche aktuell. Aufgrund der Uneinheitlichkeit war dieser Bestand schwer zu pflegen – Anlass für uns, das Ganze zu konsolidieren, sinnvoll zusammenzufassen und gleichzeitig den Kundennutzen zu erhöhen. Dazu haben wir haben uns angeschaut, welche Technologien eine Sackgasse und welche vielversprechend waren. Die vielversprechenden haben wir vereint und zugleich die Technologie weiterentwickelt – ausgerichtet unter anderem an den Kundenwünschen der letzten Jahrzehnte, etwa nach an einem erweiterten Temperaturbereich oder hohen Schaltfrequenzen.

Können Sie ein paar konkrete Beispiele nennen?

Elter: Vor allem wollen wir Kunden bedienen, die mit unseren Sensoren ungewöhnliche Lösungen verfolgen. So lassen sich die Sensoren nun direkt an 5 V betreiben, was absolut neu ist im Vergleich zu den Vorgängerprodukten. Auslöser war eine Firma, die wir mit Sensoren für ihre 3D-Drucker beliefern. Hier müssen die Sensoren an 5 V betrieben werden. Solche Anfragen kommen immer wieder vor.

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Näherungsschalter zur zuverlässigen Erfassung hochdynamischer Objekte.
© Pepperl+Fuchs

Wichtig beim neuen Portfolio ist auch, dass die Produktfamilie durchweg hohe Schaltfrequenzen hat. Diese spielen immer dann eine Rolle, wenn hoch dynamische Objekte erfasst werden müssen – etwa in der Fördertechnik. Auch für die Drehzahlerfassung ist es vorteilhaft, wenn der Sensor eine hohe Schaltfrequenz hat.

Ein anderes wichtiges Feature ist der Temperaturbereich: Einige Kunden setzen die Sensoren an Gabelstaplern ein, die in ein Kühlhaus ein- und ausfahren. Hier sind es innen –25 °C, während draußen die pralle Sonne scheint. In solchen Applikationen ist zudem die Korrosionsbeständigkeit wichtig: Ein Outdoor-Einsatz bedeutet für Sensoren eine hohe Belastung, da sie sehr leicht verwittern, eine robuste Beschichtung ist hier elementar. Ergo haben wir für diese Fälle eine Gehäusebeschichtung aus Weißbronze gewählt. Geht es um chemische Belastungen etwa durch Reinigungsmittel, bieten wir nach wie vor unsere bekannten Kunststoffe.

Welche anderen technischen Neuerungen sind marktgetrieben?

Elter: Unsere Vorgängerprojekte ließen sich manchmal nur schwer an Kundenwünsche anpassen. Somit war eines unserer Ziele, Flexibilisierung zu erreichen – unter anderem, indem wir sehr schnell Varianten erzeugen können. Hierbei hilft uns die automatisierte Konfiguration mit einer hohen Anzahl möglicher Varianten: Früher musste man jede Variante individuell modifizieren und die entsprechenden Strukturen schaffen, musste sicherstellen, dass für jedes Bauteil die entsprechenden Nachweisdokumente vorliegen et cetera. Ein enorm hoher Aufwand! Darüber hinaus gab es keinen einheitlichen technischen Stand.

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Die neue Generation induktiv-zylindrischer Standardsensoren.
© Pepperl+Fuchs

Unser komplett neues Portfolio ist mit den neuesten Fassungen der einschlägigen Normen konform und entspricht dem aktuellen Stand der Technik. Zudem haben wir die Performance der Sensoren verbessert. Neben den erwähnten elektronischen Features gibt es aber auch rein mechanische Faktoren, bei denen wir uns höhere Qualitätsziele gesetzt haben, die sogar über die Norm hinausgehen.

Inwiefern hat sich die Qualität der Mechanik verbessert?

Elter: Bei der Mechanik haben wir jetzt ein einheitliches Design mit besagter Weißbronze- anstellt der bisherigen Nickelbeschichtung, die uns sowohl sensorisch als auch hinsichtlich des Korrosionsschutzes deutliche Vorteile bietet. Zudem erfüllen nun schon unsere Standardsensoren bereits IP68, für höhere Anforderungen sind Sensoren mit IP69 im Programm.

Äußerlich und für Kunden direkt erkennbar ist die Pepperl+Fuchs-grüne Endkappe bei den Kabelsensoren mit einem klar abgetrennten, transparenten LED-Fenster. Größe und Helligkeit wurden deutlich verbessert, sodass die LED von allen Seiten sehr gut erkennbar ist.

Welche weiteren Features sind charakteristisch für das neue Portfolio?

Elter: Statt der bisher üblichen Bedruckung haben wir eine robuste Laserbeschriftung auf den Gehäusen. Bei den bisherigen Sensoren wurde überwiegend auf die Stirnfläche gedruckt, die in der Kundenapplikation allerdings oft schwer zugängig und somit schwer ablesbar ist.

Ein weiterer Punkt sind die verschiedenen Längenvarianten im Portfolio, die es uns erlauben, rasch kundenspezifische Sensorlängen zu generieren. Wir können schnell unterschiedliche Längenvarianten im 5-mm-Raster generieren, da wir eine extrem kompakte Elektronik entwickelt haben. Das ganze Produktionskonzept ist sehr flexibel.
Ein nicht zu unterschätzender Aspekt ist, dass die kürzeren Reaktions- und Entwicklungszeiten einen früheren Wettbewerbsnachteil ausgeräumt haben, vor allem bei unseren asiatischen Kunden! Im Prinzip geht es bei Kundenanfragen immer um Geschwindigkeit. Doch während Europäer geduldig und das Warten gewohnt sind, erwarten Asiaten innerhalb von zwei Wochen eine Lösung auf ihrem Tisch. Deswegen muss beispielsweise unser Außendienst in China, wenn er dem Kunden ein Muster zeigt, immer explizit darauf hinweisen, dass es eben nur ein Muster und kein einsatzfähiges, in Kürze verfügbares Serienprodukt ist. Dort ist schwer zu vermitteln, dass unsere ganzen Prüfungs- und Zertifizierungsmaßnahmen verantwortlich für die Verzögerungen sind. Durch unsere neuen Prozesse lassen sich Kundenvarianten nun deutlich schneller erzeugen und liefern. Von Exoten abgesehen – die für uns umsetzbar wären –, können wir alle Gehäuselängen von 30 bis 70 mm erzeugen. Die typischen Pepperl+Fuchs-Baulängen waren immer die klassischen 50 mm, wie beim Wettbewerb. Dann kamen die kurzen Gehäuse mit 40 mm, und das war’s. Wir haben das Portfolio nach unten und oben deutlich erweitert.

Wo sehen Sie die Zukunft der induktiven Näherungsschalter, auch im Kontext von Industrie 4.0?

Elter: Derzeit haben wir eine Sensorgeneration in der Entwicklung, die Industrie 4.0 bedienen soll – eine auf dem gleichen mechanischen Konzept basierende Lösung mit IO-Link. Aber: Der induktive Sensor in der jetzigen Form wird keinesfalls aussterben, da der Bedarf immer noch sehr groß ist und in der Tat momentan eher in Richtung klassische Sensortechnik geht. Nicht jeder Kunde will sich mit digitaler Kommunikation auseinandersetzen oder hat den Bedarf, digitalisierte Anwendungen in seine Fertigung einzubinden. Nicht wenige unserer Anwender sind beispielsweise Elektroanlageninstallateure, die die Sensoren anschrauben und den Schaltpunkt durch Herein- beziehungsweise Herausdrehen einstellen wollen.

Pepperl+Fuchs, Johann_Elter
Johann Elter ist Teamleiter Entwicklung für Customer Applications & Lifecycle in der Innovation Unit Elektromagnetische Sensoren bei Pepperl+Fuchs in Mannheim.
© Johann Elter

Des Weiteren müssen die Sensoren zuverlässig signalisieren: Einer unserer Kunden stellt Windenergieanlagen her und wollte den Verschleiß seines Pitchlagers im Generator mittels eines Analogsignals messen. Wir haben ihm angeboten, das Signal digital via IO-Link-Schnittstelle zu liefern. Aber der Kunde wollte lieber das Rohsignal erhalten und mit seinen eigenen Algorithmen auswerten. Hier sind intelligente Sensoren nicht gefragt, da die Intelligenz in der Steuerung sitzt.

Die Schritte, die wir bis jetzt gegangen sind – neue Beschichtung, neue Materialien, bessere Sichtbarkeit der LED –, weisen den Weg. Die eine große Revolution wird es in dieser Bauform wahrscheinlich nicht geben – letztlich haben wir es mit einem zylindrischen Sensor mit einer Gewindehülse zu tun. Aber es wird auf dem Weg, auf dem wir jetzt sind, weitergehen – als Evolution.


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