TECHNISCHE INFORMATION MAX48. Berührungslose Positionssensoren

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1 TECHNISCHE INFORMATION MAX48 Berührungslose Positionssensoren

2 Beschriebenes Produkt MAX48 Hersteller SICK AG Erwin-Sick-Str Waldkirch Deutschland Rechtliche Hinweise Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte bleiben bei der Firma SICK AG. Die Vervielfältigung des Werks oder von Teilen dieses Werks ist nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes zulässig. Jede Änderung, Kürzung oder Übersetzung des Werks ohne ausdrückliche schriftliche Zustimmung der Firma SICK AG ist untersagt. Die in diesem Dokument genannten Marken sind Eigentum ihrer jeweiligen Inhaber. SICK AG. Alle Rechte vorbehalten. Originaldokument Dieses Dokument ist ein Originaldokument der SICK AG. 2 T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX / SICK

3 INHALT Inhalt 1 Zu diesem Dokument Funktion dieses Dokuments Zielgruppe Weiterführende Information Symbole und Dokumentkonventionen Warnstufen und Signalwörter Hinweissymbole Zu Ihrer Sicherheit Allgemeine Hinweise Bestimmungsgemäße Verwendung Zweck des Geräts Verantwortung des Anwenders Produktbeschreibung Produktidentifikation Geräte-Varianten Aufbau und Funktion Montage Montage des Sensors vorbereiten Einbauraum des Sensors Einbauraum der Kolbenstange Einführungs-Fase Bohrung für Sicherungsschraube Bohrung für Steckersystem Kolben für Positionsmagnet Positionsmagnet einbauen Positionierung von O- und Stützringen Sensor in den Zylinder montieren Mit M12 Steckersystem montieren Mit Kabelanschluss und -verschraubung montieren Sicherungsschraube anbringen Handhabung der Zylinder nach dem Sensoreinbau Zylinder waschen und trocknen Zylinder elektrostatisch lackieren Zylinder an mobilhydraulischen Maschinen montieren Elektrische und elektrostatische Einflüsse Elektrische Installation Elektrischer Anschluss Anschlusspläne, Pinbelegung Anschlussreihenfolge Anschlussschema an Fahrzeugelektronik / SICK T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX48 3

4 INHALT 6 Inbetriebnahme Gerät inbetriebnehmen Geeignete Sicherung auswählen Filterbeschaltung einrichten Toleranzbetrachtung des Setzpunkts Transport und Lagerung Transport- und Lagerbedingungen Instandhaltung Überprüfen der Gerätefunktion Fehlertabelle Reparaturen Außerbetriebnahme Demontage Entsorgung Technische Daten MAX48 Analog Maße Sensor Maße Positionsmagnet Anhang Zubehör CE-Konformitätserklärung T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX / SICK

5 ZU DIESEM DOKUMENT 1 1 Zu diesem Dokument 1.1 Funktion dieses Dokuments 1.2 Zielgruppe 1.3 Weiterführende Information Im Folgenden wird der Positionssensor MAX48 vereinfacht als "Gerät" bezeichnet. Diese technische Information beschreibt: Gerätekomponenten Mechanische Vorbereitung des Geräts Elektrische Vorbereitung des Geräts Notwendige Instandhaltungsarbeiten zum sicheren Betrieb Dieses Dokument richtet sich an Techniker (Personen mit technischem Verständnis), die das Gerät installieren und warten. Die Techniker müssen auf das Gerät geschult sein. Arbeiten an der Elektrik oder an elektrischen Baugruppen dürfen ausschließlich durch eine Elektrofachkraft durchgeführt werden. Betriebsanleitung MAX48 Produktseite des MAX Symbole und Dokumentkonventionen Warnstufen und Signalwörter Wichtig Gefahr mit der möglichen Folge von Sachschäden. Hinweis Tipps Hinweissymbole Tabelle 1: Hinweissymbole Symbol Bedeutung Wichtige technische Information für dieses Produkt Wichtige Information zu elektrischen oder elektronischen Funktionen / SICK T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX48 5

6 2 ZU IHRER SICHERHEIT 2 Zu Ihrer Sicherheit 2.1 Allgemeine Hinweise Falls durch Störung oder Ausfall des Geräts Personen gefährdet sind oder Betriebseinrichtungen beschädigt werden könnten, so ist dies durch geeignete Schutzvorrichtungen wie z. B. NOT-AUS-Systeme zu verhindern. Bei nicht korrekter Funktionsfähigkeit ist das Gerät außer Betrieb zu setzen und gegen unbefugtes Wiedereinschalten zu sichern. Um die Funktionsfähigkeit des Geräts zu gewährleisten, sind folgende Punkte zu beachten: Das Gerät vor mechanischen Beschädigungen beim Einbau schützen Das Gerät nicht öffnen Die korrekte Polung, Versorgungsspannung und Steuerimpulse anschließen Die zulässigen Betriebs- und Umgebungsbedingen für das Gerät einhalten Die Funktionsfähigkeit des Geräts regelmäßig prüfen und dokumentieren 2.2 Bestimmungsgemäße Verwendung Zweck des Geräts 2.3 Verantwortung des Anwenders Der Sensor MAX48 ist für Positionsmessungen in Anwendungen der Mobilhydraulik bestimmt und dient so der Steuerung hydraulischer Komponenten von Baumaschinen, z. B. in Hydraulikzylindern. Das robuste Gehäuse bietet optimalen Schutz gegen Staub, Witterungseinflüsse, Vibrationen, umgebende Medien sowie elektrische und magnetische Felder. Das Gerät ist ein Zubehörteil und muss an eine geeignete elektronische Kontrolleinheit angeschlossen werden. Vorgesehener Anwender siehe Zielgruppe, Seite 5. Korrekte Projektierung Grundlage dieses Dokuments ist die Auslieferung des Gerätes entsprechend einer vorangegangenen Projektierung (z. B. anhand des Anwendungs-Fragebogens von SICK) und ein dementsprechender Auslieferungszustand des Gerätes (siehe mitgelieferte Systemdokumentation). w Wenn Sie sich nicht sicher sind, ob das Gerät den projektierten Vorgaben oder der mitgelieferten Systemdokumentation entspricht: Kontaktieren Sie bitte den SICK-Kundendienst. Besondere lokale Bedingungen Zusätzlich zu den Hinweisen in dieser technischen Information müssen alle am Einsatzort geltende lokalen Gesetze, Vorschriften und unternehmensinternen Betriebsanweisungen beachtet werden. Technische Information lesen Lesen und beachten Sie die vorliegende technische Information Beachten Sie alle Sicherheitshinweise Wenn Sie etwas nicht verstehen: Kontaktieren Sie bitte den SICK-Kundendienst 6 T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX / SICK

7 ZU IHRER SICHERHEIT 2 Dokumente aufbewahren Diese technische Information: b Zum Nachschlagen bereithalten. b An neue Besitzer weitergeben / SICK T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX48 7

8 3 PRODUKTBESCHREIBUNG 3 Produktbeschreibung 3.1 Produktidentifikation Typenschlüssel Tabelle 2: Typenschlüssel M A X 4 8 N V 1 0 A A Tabelle 3: Typenschlüssel Erläuterung Position Bedeutung Wert 1 Baureihe M = Mobil 2 Technologie A = Magnetostriktiv 3 Einbauart X = Integriert (Hydraulikzylinder) 4 Baugröße 48 = Durchmesser Gehäuse 5 6 Version N = Non-Safety 7 Platzhalter - 8 Durchmesser Druckrohr 9 Spannungsversorgung 1 = 12 Vdc 2 = 24 Vdc 10 Elektrische Schnittstelle 1 = 10 mm / 30 mm Dämpfung 7 = 7 mm / 30 mm Dämpfung V = Spannung A = Strom 11 Signalausgang 10 = Analog 4, ,00 Vdc = Analog 4, ,25 Vdc 40 = Analog 1, ,00 Vdc 13 Anschlussart A = 4-pin Analog (1 = VDC, 2 = n.c., 3 = GND, 4 = OUT) B = 4-pin Analog (1 = VDC, 2 = OUT., 3 = GND, 4 = n.c.) M = 4-pin Analog (1 = n.c., 2 = VDC, 3 = GND, 4 = OUT) K = Cable Analog/PWM-3 wire 14 Anschlusslänge A = M12 60 mm E = M mm 15 Messbereich Positionsmessung in 16 1 mm Schritten z. B = mm 3.2 Geräte-Varianten Das Gerät ist erhältlich in den Varianten: M12 Stecker (4-polig) oder PUR-Kabel mit 3 Adern 8 T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX / SICK

9 PRODUKTBESCHREIBUNG Aufbau und Funktion Aufbau des Geräts Abbildung 1: MAX48 Aufbau 1 M12 Steckersystem 2 Schutzgehäuse (Elektronik) 3 Positionsmagnet 4 Druckrohr Steckersystem: Das M12 Steckersystem ist in kurzer Zeit befestigt. Es eignet sich für Anwendungssituationen in kritischen Umgebungen bis IP69K (unter Verwendung eines entsprechenden Gegensteckers). Schutzgehäuse (Elektronik): Das Gehäuse ist ausgelegt zum Einbau in Hydraulikzylinder und schützt die Sensorelektronik gegen äußere Einflüsse. Positionsmagnet: Die einzige bewegliche Komponente am Messaufbau, welche im Kolben montiert ist. Der Positionsmagnet befindet sich im Kolben und fährt berührungslos über das Druckrohr. Das dabei erzeugte Magnetfeld definiert die aktuelle Position des Kolbens. Druckrohr: Druckfeste Konstruktion - taucht in die Kolbenstange des Zylinders ein. Im Innern befindet sich das hermetisch geschützte magnetostriktive Geräteelement. Funktionsprinzip Abbildung 2: Schema magnetostriktives Messprinzip 1 Magnetfeld des Stromimpulses 2 Magnetfeld des Positionsmagneten 3 magnetostriktive Gerätekomponente 4 Stromimpuls 5 Wandlersystem für die Körperschallwelle / SICK T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX48 9

10 3 PRODUKTBESCHREIBUNG 6 Körperschallwelle 7 Positionsmagnet Das Gerät nutzt das magnetostriktive Messprinzip, das den Ist-Weg eines Positionsmagneten erfasst: Das radiale Magnetfeld (1), erzeugt durch den Stromimpuls (4), wirkt mit dem Magnetfeld (2) des Positionsmagneten (7) zusammen. Resultierend aus dem Zusammenwirken der beiden Magnetfelder wird eine Körperwelle (Ultraschall) (6) in der magnetostriktiven Gerätekomonente (3) erzeugt. Diese wandert zum Wandlersystem (5) und die Sensorelektronik erzeugt ein elekrtisches Ausgangssignal. Die Zeit zwischen Stromimpuls und der Erfassung der Körperschallwelle wird gemessen und ermöglicht die exakte Postionsbestimmung des Magneten, welche sich mit jeder Bewegung des Zylinders und damit des Positionsmagneten verändert. Da bei diesem Messprinzip kein Referenzpunkt erforderlich ist, kommen die Geräte ohne Nachkalibrierung aus. Durch die berührungslose Messung sind die Geräte zudem wartungsfrei. 10 T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX / SICK

11 MONTAGE 4 4 Montage 4.1 Montage des Sensors vorbereiten Einbauraum des Sensors Die Montagemethode wird durch die Bauform des Zylinders bestimmt. In der Regel erfolgt der Einbau von der Seite der Kolbenstange. Jedoch ist der Einbau auch über die Kolbenseite des Zylinders möglich. Die Maße des Sensors sind in den technischen Daten gelistet: siehe Maße Sensor, Seite 32. Passmaße und Toleranzen Abbildung 3: Maße Einbauraum Sensor 1 Durchmesser für Gehäuse 2 Tiefe für Gehäuse 3 Durchmesser für elektrischen Anschluss 4 Tiefe für elektrischen Anschluss b Einbauraum für Sensor gemäß nachfolgender Maße vorbereiten. Tabelle 4: Einbauraum Gehäuse und elektrischer Anschluss Typ Einbauraum Gehäuse Einbauraum elektrischer Anschluss 1 Ø 2 Tiefe 3 Ø min.... Ø max. MAX48 48H8 21,2 mm + 0,2 d > 32,5 mm d < 40 mm Mittenrauwert der Oberfläche: Ra < 0,8 mm. 4 Tiefe 10 mm Einbauraum der Kolbenstange >3 mm 4 5 Abbildung 4: Einbauraum für Kolbenstange und Druckrohr 1 Nullzone 2 Messbereich 3 Dämpfung / SICK T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX48 11

12 4 MONTAGE 4 Durchmesser Druckrohr 5 Durchmesser Bohrung Kolbenstange Tabelle 5: Tiefe der Kolbenstange 1 = Nullzone 30 mm 2 = Messbereich entsprechend gültigem Datenblatt und gewähl ter Gerätevariante 3 = Dämpfung b Einbauraum für Kolbenstange gemäß nachfolgender Maße vorbereiten. Tabelle 6: Bohrungsdurchmesser Druckrohr und Kolbenstange 4 Ø Druckrohr 5 Ø Bohrung in der Kolbenstange Ø 7 mm Ø 10 mm Ø10 mm Ø 13 mm HINWEIS Die Bohrungstiefe ergibt sich aus dem Messbereich (S), der Dämpfung (D) und einem zusätzlichen Abstand von 3 mm Einführungs-Fase Es ist zur korrekten und sicheren Montage des Geräts im Zylinder eine EinführungsFase erforderlich. WICHTIG Mögliche Beschädigung des Geräts bei Montage Das Gerät kann am Übergang von der Zylinderbohrung auf die Einführungs-Fase am ORing durch scharfe Kanten beschädigt werden. Am Übergang von der Zylinderbohrung auf die Einführungs-Fase einen Radius von 0.6 mm... 1 mm vorbereiten. 20 R0,6 b Abbildung 5: Einführungs-Fase Bohrung für Sicherungsschraube b 12 Bohrung für Sicherungsschraube gemäß der nachfolgenden Maßangaben vorbe reiten. T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX / SICK

13 MONTAGE 4 6,25 ±0,1 M5 x 8 Abbildung 6: Einbauraum Sicherungsschraube 4, ,5 8, Bohrung für Steckersystem Abbildung 7: Position an Sensor Zulässiges Anzugsmoment der Sicherungsschraube: 0,5 Nm... 1,0 Nm. (unter Berücksichtigung der max. Flächenkraft auf das Gehäuse) b Einbauraum für Steckersystem und Flanschplatte gemäß der nachfolgenden Maßangaben vorbereiten / SICK T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX48 13

14 4 MONTAGE A Ø 12,2 ±0,1 4x Ø 0,1 A ,5 M 3x ±0,2 Abbildung 8: Maße Bohrung für Flanschplatte Ø 12,2 Ø 48 H8 d R 0,6 1,5 20 min ,2 +0,2 Abbildung 9: Maße Bohrung für Steckersystem Kolben für Positionsmagnet b Einbauraum für Positionsmagnet gemäß der nachfolgenden Maßangaben vorbereiten. 1,5 1,1 H13 13,2 +0,1 Ø 19 H11 Ø 17,5 +0,1 Ø 12 Abbildung 10: Maße Einbauraum Positionsmagnet 14 T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX / SICK

15 MONTAGE Positionsmagnet einbauen Tabelle 7: Passmaße Kolben 1 Magnet 17,4 x 10,6 x 12,0 2 Wellring OD: 16,5-17,4 ID: 13, Sicherungsring DIN x 1 Durchmesser Bohrung Positionsmagnet 17,5 + 0,1 Bohrloch Tiefe Positionsmagnet 13,2 + 0,1 Reihenfolge der Arbeitsschritte: WICHTIG 3 Der Positionsmagnet darf nicht auf dem Druckrohr schleifen. Die Betriebsdrücke sind zu beachten: siehe Technische Daten, Seite Abbildung 11: Einbau des Positionsmagneten 1 Wellenfeder 2 Positionsmagnet 3 Sicherungsring 4 Kolben / SICK Kolben für den Einbau vorbereiten: siehe Kolben für Positionsmagnet, Seite 14. Wellenfeder einsetzen. Positionsmagnet einsetzen. Sicherungsring einsetzen. T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX48 15

16 4 MONTAGE 4.3 Positionierung von O- und Stützringen 1 2 Abbildung 12: O- und Sützring 1 Stützring 2 O-Ring O-Ring und Stützring sind entsprechend der Abbildung vormontiert und verhindern das Eindringen von Öl in den Anschlussbereich. 4.4 Sensor in den Zylinder montieren Mit M12 Steckersystem montieren Das M12 Steckersystem erfüllt die Schutzart IP69K und ist einbaufertig vormontiert. HINWEIS Es ist bei der Wahl des Gegensteckers darauf zu achten, dass dieser ebenfalls über die Schutzart IP69K verfügt. Abbildung 13: Montageschritte O-Ring und Stützring schmieren. Das Steckersystem mit den Anschlussleitungen vorsichtig durch die Zylinderwan dung führen. Abbildung 14: Zugbelastung an Kanten WICHTIG Mögliche Beschädigung der Anschlussleitungen bei Montage. Durch Zugbelastung und scharfe Kanten können die Litzen und Anschlussleitun gen des Steckersystems beschädigt werden. b Bei der Montage Zugbelastung vermeiden und auf scharfe Kanten achten. Gerät vorsichtig in den Zylinder schieben. Kontaktträger in die Flanschplatte einsetzen und einrasten. T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX / SICK

17 MONTAGE 4 HINWEIS Beim Einsetzen des Kontaktträgers in den Flansch auf die Ausrichtung der Nase am Kontaktträger achten Flanschplatte in die Bohrung der Zylinderwandung eindrücken. Flanschplatte mittels geeigneter Schrauben oder Nieten befestigen. Zur finalen Positionierung des Geräts eine dafür angefertigte Hülse verwenden (z. B. aus Polyamid). Falls nötig, Gerät mit Hülse mittels Gummihammer vorsichtig hineintreiben. Abbildung 15: Tragende Flächen WICHTIG Mögliche Beschädigung des Geräts bei Montage. Durch Krafteinwirkung auf die tragende Geometrie des Gehäuses kann das Gerät beschädigt werden. b Bei der Montage nicht das Druckrohr oder die Rückseite des Geräte kopfs belasten Öleinlass 2 Zu ölende Bereiche 2 2 Vorgesehene Bereiche über Öleinlass ölen. Empfohlene Schrauben zur Befestigung des M12 Flansches Die Schrauben sind so zu wählen, dass es zu keiner Kollision mit Überwurfmuttern der angeschlossenen Gegensteckern kommt, z. B.: Zylinderschraube M3 mit Flachkopf Innensechskant-Schraube DIN 912 Innenvielzahn-Schraube ISO Schlitzschraube DIN 84 Vergleichbare Kreuzschlitz- oder gewinde-formende Schrauben Die Schrauben sollten mittels eines lösbaren Sicherungsklebers eingesetzt werden / SICK T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX48 17

18 4 MONTAGE Alternativ kann die Flanschplatte per Halbrund-Kopf-Niete DIN 6660 befestigt werden Mit Kabelanschluss und -verschraubung montieren Bei Geräten mit Kabelanschluss, sollte eine Kabelverschraubung aus Metall mit Schutzklasse (empfohlen: IP68) zur Abdichtung und Zugentlastung verwendet werden. Kabelverschraubungen sollten außerdem gegen Beschädigungen durch umgebende Stahlprofile (z. B. U-Stahl) geschützt werden. Bei der Montage von Gerätesteckern an Geräte mit Kabelanschluss ist auf folgende Punkte zu achten: 4.5 Schutzart: (empfohlen: IP68) Steckergehäuse: Metall oder schlagfester Kunststoff (Medienbeständigkeit prüfen) Schutz vor äußeren Einflüssen: Kabelummantelung mit Stecker umschließen Vermeidung von Flüssigkeitseintritt: Idealerweise ist der Kabelmantel mit Dicht masse an abgesetzten Stellen umgeben Polung: richtige Polung beachten Stecker mit Schraubklemmen: Aderendhülsen einsetzen und alle Litzen in der Hülse klemmen Gelötete Verbindungen: keine abstehenden Litzen und "kalte Lötstellen" Crimpkontakte: mit geeignetem Werkzeug gasdicht verpressen ESD-Schutz: Arbeitsplätze und Personen vor elektrostatischer Aufladung schützen Vermeidung von Flüssigkeitseintritt: Stecker nach der Montage durch geeignete Kappen verschließen Kabelverschraubungen: durch umgebende Stahlprofile schützen Sicherungsschraube anbringen Die Sicherungsschraube dient der Sicherung des Sensorgehäuses in axialer Richtung. Dafür sollte ein Gewindestift M5x10 DIN 913 mit Kegelkuppe verwendet werden. Der Gewindestift ist mit einem lösbaren Sicherungskleber einzusetzen. WICHTIG Mögliche Beschädigung des Geräts bei Montage. Die Schraube darf nur in der Nut anliegen und nicht zu fest angezogen werden. b Schraube mit einem Drehmoment von 0,5 Nm... 1,0 Nm anziehen. 4.6 Handhabung der Zylinder nach dem Sensoreinbau Zylinder waschen und trocknen Um die Anschlusskabel bzw. Gerätestecker vor dem Eindringen von Reinigunssubstan zen zu schützen, sind folgende sind folgende Punkte zu beachten: Sensoren mit M12 Steckersystem 18 Trocknungstemperatur: max. 90 C Druck der Reinigungsflüssigkeit: 5 bar Schutzkappe: mitgelieferte Plastik-Schutzkappe verwenden Bei höheren Drücken: Metallschutz verwenden Schutzklasse: IP69K T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX / SICK

19 MONTAGE Zylinder elektrostatisch lackieren Sensoren mit Kabelanschluss / montiertem Gerätestecker Kabelanschlüsse / Gerätestecker: durch geeignete Umhüllungen vor Eintritt von Reinigungssubstanzen schützen Kabelverschraubungen: gegen den Eintritt von Feuchtigkeit schützen Beim elektrostatischen Lackieren wird mit sehr hohen Spannungen bis 100 kv gearbeitet, welche die Elektronik des in den Zylinder integrierten Sensors beschädigen kann. Um Beschädigungen zu vermeiden, sind folgende Punkte beim Lackieren einzuhalten: Die Zylinder dürfen nicht an der Kolbenstange aufgehängt werden, um eine elektrische Isolation zwischen Kolbenstange und Zylinder/Gerätegehäuse zu verhindern Die Aufhängungspunkte an der Lackieranlage, alle Verbindungen zum Kurzschließen der Anschlussadern sowie der Verbindungen zur Lackieranlagen-Erdung sind von Lack und anderen Rückständen zu reinigen Lackieren von Zylindern mit integriertem Sensor und M12 Steckersystem bzw. montiertem Gerätestecker Zum Schutz der Geräteelektronik sind Metallschutzkappen zu verwenden, die folgenden Bedingungen entsprechen: Die Kappe darf nicht aus Aluminium bestehen Die Kappe muss aus ständig elektrisch-leitfähigem Material bestehen Die Kappe muss über ein M12x1-Gewinde verfügen Die Kappe muss bis zur Flanschplatte am Stecker anliegend aufgeschraubt werden Die Kappe nur mit einem Drehmoment 5 Nm anziehen Es muss sichergestellt sein, dass keine Lackpartikel an Gewinde oder Stiftkontakte gelangen Lackpartikel, die sich auf der Außenseite der Kappe befinden, sind keine Beeinträchtigung. Eine geeignete Kappe ist vom Hersteller als Zubehör erhältlich: siehe Zubehör, Seite 34. Lackieren von Zylindern mit integriertem Sensor und Kabelanschluss oder mit Fremdstecker Zylinder mit integriertem Sensor und Kabelanschluss können nicht elektrostatisch lackiert werden, da der Kabelanschluss nicht gegen Spannung geschützt werden kann. Nur die Kombination aus M12 Steckersystem und einer Schutzkappe gewährleisten ein prozesssicheres elektrostatisches Lackieren Zylinder an mobilhydraulischen Maschinen montieren Bei der Montage der Zylinder an mobilhydraulischen Maschinen ist darauf zu achten, dass keine Stecker, Kabel und Kabelenden beschädigt werden können Elektrische und elektrostatische Einflüsse Isolationsprüfungen Bei Isolationsprüfungen an mobilhydraulischen Maschinen müssen alle Anschlussleitungen der Sensoren abgeklemmt werden, um Beschädigung durch hohe Spannungen zu vermeiden / SICK T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX48 19

20 4 MONTAGE Schweißen Bei Schweißarbeiten an naheliegenden Bauteilen kann es zu Schweißströmen kommen. Schweißströme können zu Beschädigungen des Sensorrohrs oder der Sensorelektronik führen. Außerdem sind folgende Punkte beim Schweißen zu beachten: Sensoranschlüsse sind während des Schweißens abzuklemmen Niemals den Massepunkt an Kolbenstange oder Zylinderrohr befestigen Niemals Schweißarbeiten direkt am Zylinder durchführen Niemals Schweißarbeiten in der Nähe eines Zylinders durchführen, wenn ein Sensor integriert ist Schweißströme und ähnliche Effekte können auch an jedem anderen Lagerpunkt an Maschinen auftreten 20 T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX / SICK

21 ELEKTRISCHE INSTALLATION 5 5 Elektrische Installation 5.1 Elektrischer Anschluss Das Gerät ist mit einem M12 Steckersystem ausgestattet. Die Pinbelegung für die gewählte Gerätevariante: siehe Anschlusspläne, Pinbelegung, Seite 21. Alternativ steht auch eine Variante mit Kabelanschluss zur Auswahl. Dafür sind elektrische Gerätestecker zu verwenden. Schutzarten Anschlusspläne, Pinbelegung Zur Gewährleistung der Schutzart IP69K (M12 Steckersystem) wird ein entsprechender Gegenstecker benötigt. M12 Steckersystem Abbildung 16: Pinbelegung M12 Pinbelegung gemäß Typenschlüssel, Position 13. Tabelle 8: Pinbelegung M12 Typenschlüssel A B M 12/24 VDC GND (0 V) Signal n.c Tabelle 9: Zuordnung Aderfarben (Kabelanschluss: Typenschlüssel, Position 13 = "K") 12/24 VDC BR (braun) GND (0 V) BL (blau) Signal Spannung, je nach Variante BK (schwarz) Signal Strom, je nach Variante WH (weiss) Anschlussreihenfolge Die Anschlussreihenfolge wie folgt durchführen: 1. Spannungsversorgung 12/24 VDC anschließen. 2. GND (0 V) verbinden. 3. Signal anschließen / SICK T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX48 21

22 5 ELEKTRISCHE INSTALLATION 5.2 Anschlussschema an Fahrzeugelektronik Maschinenmasse +12/24 VDC GND SIG 1 ECU +12/24 VDC + BAT GEN 2 M Abbildung 17: Anschlussschema 1 Kabelschirm (optional) 2 Chassis GND Um die fehlerfreie Funktionsfähigkeit des Geräts sicherzustellen, muss der Zylinder an der Maschinenmasse anliegen (Chassis GND). Durch den mechanischen Kontakt mit anderen Maschinenkomponenten ist der Potenzialausgleich des Zylinders gegeben. Falls der Zylinder isoliert montiert ist, muss eine separate Erdung, z. B. mit einem Erdungsband, direkt am Zylinder erfolgen. Kabelschirmung Das Gerät ist im verbauten Zustand durch den Zylinder ausreichend geschirmt und verfügt über keine gesonderte Schirmung. Wird eine geschirmte Leitung eingesetzt, so ist je nach Anwendungssituation zu prüfen, ob die Schirmung beidseitig auf Maschinenmasse gelegt wird. In der Umgebung befindliche Hochspannungs- und Hochfrequenzfelder können dabei einen Einfluss auf die Schirmung und die Signale im Kabel haben. 22 T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX / SICK

23 INBETRIEBNAHME 6 6 Inbetriebnahme 6.1 Gerät inbetriebnehmen Elektrische Verbindungen auf richtigen Anschluss überprüfen: siehe Anschluss pläne, Pinbelegung, Seite 21. Geeignete Sicherung auswählen: siehe Geeignete Sicherung auswählen, Seite 23. Filterbeschaltung einrichten: siehe Filterbeschaltung einrichten, Seite 23. Gerät in Betrieb nehmen. Sensorfunktion überprüfen: siehe Überprüfen der Gerätefunktion, Seite 27. Geeignete Sicherung auswählen Für die Auswahl einer geeigneten Sicherung ist der kurzzeitige Spitzenstrom beim erst maligen Einschalten zu berücksichtigen: Tabelle 10: Einschaltstrom beim Einschalten 6.3 Einschaltstrom bei Betriebsspannung 12 VDC typ. 2,5 A / 50 μsec Einschaltstrom bei Betriebsspannung 24 VDC typ. 5,0 A / 50 μsec Filterbeschaltung einrichten Thermisches Rauschen, z. B. von Widerständen, wird bei entsprechender Verstärkung am Signalausgang sichtbar. Die Restwelligkeit der Versorgungsspannung (siehe Tech nische Daten, Seite 30) und andere Störeinflüsse, z. B. elektro-magnetische Stö reinstrahlungen, beinflussen ebenfalls die Qualität des analogen Ausgangssignals. Zur Rauschunterdrückung bei analoger Messwerterfassung ist ein Filter obligatorisch. Geeignet ist beispielsweise eine Kombination aus R1 = 50 Ω und C1 = 100nF bis 1µF. Dabei liegt die Verzögerung des Signals innerhalb der Zykluszeit (interne Messrate) und verändert das dynamische Verhalten nur unwesentlich. + UB Controller Input + A/D Wandler z. B. 12 bit 4096 Schritte R1 C1 50R GND GND GND GND Abbildung 18: Filterbeschaltung WICHTIG Der A/D-Wandler am Eingang der verwendeten elektrischen Steuerung wirkt sich auf die Auflösung am Sensor aus, z. B.: 8 bit = 256 Schritte 10 bit = 1024 Schritte 12 bit = 4096 Schritte Signalausgang während des Einschaltens Während der Einschaltzeit ist der Signalausgang am Gerät F.S.O = Full Scale Output. Danach ist das Gerät betriebsbereit / SICK T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX48 23

24 6 INBETRIEBNAHME Tabelle 11: Signalausgang während des Einschaltens Ausgangssignal F.S.O Während des Einschaltvor gangs Im Fehlerfall 20 ma > 10 ma > 21,0 ma 4,75 Volt > 5 VDC > 5,1 VDC 4,50 Volt > 5 VDC > 5,1 VDC 9,50 Volt > 5 VDC > 10,0 VDC Fehlerfall: a) b) 6.4 fehlender Positionsmagnet Fehlfunktion oder Ausfall des magnetostriktiven Elements Toleranzbetrachtung des Setzpunkts Die Setzpunkte (Null-/Endpunkt) des Geräts werden vom Hersteller mit einer Toleranz von ± 1 mm abgeglichen. WICHTIG Weitere Toleranzen sind beim Einbau des Zylinders zu beachten. Beim Einlernvorgang (Teach-In) fährt die Kolbenstange den Null- bzw. Endpunkt an, um alle Toleranzen der Zylinder-Sensor Kombination zu eliminieren. Die gemessenen Sig nale werden in der Steuerung dementsprechend programmiert. Bei Betrieb ohne TeachIn sind folgende Angaben zu Toleranzen zu beachten: Tabelle 12: Toleranzen bei Betrieb ohne Teach-In Beispiel am Messbereich 400 mm Spanne 4000 mv 16 ma Signal 0,5... 4,5 V ma Null-/Endpunkt ± 1,0 mm ± 10 mv ± 0,04 ma Positionsmagnet ± 1,0 mm ± 10 mv ± 0,04 ma mech. Zusammenbau ± 0,5 mm ± 5 mv ± 0,02 ma Summe aller Toleranzen ± 2,5 mm ± 25 mv ± 0,10 ma Ausgang VDC-Ausgang ma-ausgang Signal 0,5... 4,50 V ma Nullpunkt ± 25 mv ± 0,10 ma min. Nullpunkt 0,475 mvdc 3,90 ma max. Nullpunkt 0,525 mvdc 4,10 ma Betrachtung für Null-Endpunkt Tabelle 13: Null-Endpunkt Beispiel am Messbereich 400 mm Endpunkt (F.S.) ± 25 mvdc ± 0,10 ma min. Endpunkt 4,475 mvdc 19,90 ma max. Endpunkt 4,525 mvdc 20,10 ma Nach dem Einbau des Sensors in den Zylinder kommt es durch die zulässigen Toleran zen zu Abweichungen von den Soll-Werten. Die Abweichungen sind bei der Festlegung von Grenzwerten in der auslesenden Steuerung zu berücksichtigen: 24 T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX / SICK

25 INBETRIEBNAHME 6 Tabelle 14: Abweichung von Grenzwerten Typische Werte VDC ma Zylinderhub (mm) Toleranzen ± 50 mv ± 25 mv ± 15 mv ± 0,20 ma ± 0,10 ma ± 0,05 ma / SICK T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX48 25

26 7 TRANSPORT UND LAGERUNG 7 Transport und Lagerung 7.1 Transport- und Lagerbedingungen Es ist beim Transport der fertig montierten Zylinder darauf zu achten, dass die Kabel und Stecker des integrierten Sensors nicht auf Zug belastet werden. Die Zylinder sollten trocken gelagert werden. Dabei ist bei aufeinander liegenden Zylindern zu beachten, dass keine Stecker oder Kabel gequetscht werden. Anschlüsse bzw. freiliegende Kabelenden sind mit einer Antistatik-Tüte zu umhüllen. Dafür eignet sich beispielsweise die Originalverpackung. Die Staubschutzkappen des Steckersystems sind zur Lagerung ebenfalls wieder zu verwenden. Angaben zu den Artikelnummern der Originalverpackung und der Staubschutzkappen: siehe Zubehör, Seite T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX / SICK

27 INSTANDHALTUNG 8 8 Instandhaltung 8.1 Überprüfen der Gerätefunktion Analog-Sensoren Um die Funktionsfähigkeit des Geräts festzustellen, lassen sich folgende Überprüfungen vornehmen: Anschlüsse und Pinbelegungen Versorgungsspannung Prüfen des Geräts durch Abklemmen und Testen an externer Versorgung Prüfen mittels Multimeter gemäß nachfolgenden Beschreibungen Messen des Ausgangssignals VDC Folgende Ausgangssignale lassen sich messen: 0, ,75 VDC 0,5... 4,5 VDC 0,5... 9,5 VDC + _ VDC Abbildung 19: Messung des Ausgangssignals in VDC 1. Messbereich des Multimeters auf VDC schalten. 2. Multimeter mit der Signalleitung und der 0 V-Leitung verbinden. 3. Spannungsversorgung (+12/24 V) anschließen V (-0 V) anschließen. Ausgangssignals ma messen + _ ma Abbildung 20: Messung des Ausgangssignals in ma 1. Messbereich des Multimeters auf ma schalten. 2. Multimeter mit der Signalleitung und der 0 V-Leitung verbinden. 3. Spannungsversorgung (+12/24 V) anschließen V (-0 V) anschließen. Alternativ mittels eines Widerstands (z. B. 100 W) messen: / SICK T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX48 27

28 8 INSTANDHALTUNG + _ R 8.2 Fehlertabelle VDC Abbildung 21: Messung des Ausgangssignals mit Widerstand 1. Widerstand mit der Signalleitung und der 0 V-Leitung verbinden. 2. Messbereich des Multimeters auf VDC schalten. 3. Multimeter parallel zum Widerstand anschließen. Bei Verwendung eines Widerstands mit exemplarisch 100 W werden folgende Werte angezeigt: Tabelle 15: Exemplarische Messwerte Versorgung bei 4 ma (Nullzone) bei 20 ma (Endposition) 12 V, 24 V 0,4 V 2 V Tabelle 16: Fehler bei der Montage Fehlerursache Anschlussbelegung falsch Umgebungstemperatur zu hoch Zu kleine Zylinderbohrung Nicht beachten spitzer oder scharfer Kanten Unvorsichtiger Umgang mit dem Gerät Schweißarbeiten nach der Montage Beschädigung der Kabel Stecker undicht Masse oder Schirmung falsch angeschlossen mögliche Folgen keine Signale Beschädigung von Gerätekomponenten Beschädigung von Gerätekomponenten beim Einpassen des Geräts Beschädigung von Steckern, Adern, Kabeln Beschädigung von Gerätekomponenten Beschädigung von Gerätegehäuse oder Elektronik durch Schweißströme Kurzschluss oder Ausfall der Elektronik Kurzschlüsse oder Korrosion an elektronischen Bauteilen durch Flüssigkeiten Signalstörungen, evtl. Beschädigung der Elektronik 8.3 Reparaturen Notwendige Reparaturen am Gerät dürfen nur vom SICK-Service durchgeführt werden. 28 T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX / SICK

29 AUSSERBETRIEBNAHME 9 9 Außerbetriebnahme 9.1 Demontage 9.2 Entsorgung Bei der Demontage der Zylinder sowie der Sensoren ist darauf zu achten, dass keine Stecker, Kabel und Kabelenden beschädigt werden können. Ein unbrauchbar gewordenes Gerät ist umweltgerecht gemäß der jeweils gültigen länderspezifischen Abfallbeseitigungsvorschriften zu entsorgen. Als Elektronikschrott darf das Gerät keinesfalls dem Hausmüll beigegeben werden / SICK T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX48 29

30 10 TECHNISCHE DATEN 10 Technische Daten 10.1 MAX48 Analog Tabelle 17: Technische Daten Performance Messgröße Messbereich Nicht nutzbarer Messbereich: Nullzone (Nullpunkt) Dämpfung (Endpunkt) Einschaltzeit Messrate (intern) Setzpunkt-Toleranz Null - und Endpunkt des nutzbaren Kolbenhubs Auflösung Hysterese Linearität Temperaturdrift (Aufwärmphase) Schnittstelle Elektrische Schnittstelle Spannungssignal Stromsignal Elektrischer Anschluss M12 Stecker Leitung 3-adrig Position mm (in 1 mm Schritten) 30,0 mm 30,0 mm/ 36,0 mm/ 63,0 mm (typabhängig) < 250 msec 2 ms 1,0 mm typ. 0,1 mm (rauschfrei) ± 0,1 mm typ. ± 0,25mm Messbereich bis 500 mm typ. ± 0,04% F.S. Messbereich ab 500 mm max. ± 0,25 mm Analog 0,25 4,75 VDC 0,50 4,50 VDC 0,50 9,50 VDC 1,00 9,00 VDC 4 20 ma 4-polig, Aderlänge mm (typabhängig) 3 x 0,32 mm² (AWG22), abisoliert mm (typabhängig) Elektrische Daten Betriebsspannung Restwelligkeit Betriebsspannung Leistungsaufnahme: 12 VDC ( VDC) 24 VDC ( VDC) < 1% S-S 12 VDC- Spannungssignal 0,5 W 24 VDC- Spannungssignal 0,5 W 24 VDC- Stromsignal 1,0 W Stromaufnahme: 12 VDC- Spannungssignal 30mA 24 VDC- Spannungssignal 20mA 24 VDC- Stromsignal 40mA Lastwiderstand: Spannungssignal RL 10 kω 30 T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX / SICK

31 TECHNISCHE DATEN 10 Elektrische Daten Stromsignal Einschaltstrom: Betriebsspannung 12 VDC Betriebsspannung 24 VDC Überspannungsschutz Verpolungsschutz Isolationswiderstand Spannungsfestigkeit 100 RL 500 (Bürde) typ. 2,5 A / 50 µsec typ. 5,0 A / 50 µsec ISO : an allen Polen + 36 VDC ISO : an allen Polen ISO : Riso 10 MΩ, 60 sec ISO : 500 VDC (0 VDC gegen Gehäuse) Abmessungen Baugröße 48f7 mm (zum Einbau in Passung 48H8) Nicht nutzbarer Bereich: Nullzone (Nullpunkt) Dämpfung (Endpunkt) Druckrohr O-Ring Stützring M12 Flansch Leitung 3-adrig Material Druckrohr 30,0 mm 30,0 mm/ 36,0 mm/ 63,0 mm (typabhängig) Ø 7 mm oder 10 mm (typabhängig) Ø 40,87 mm x 3,53 mm Ø 42,6 mm x 48 x 1,4 mm EN Bauform DM 20 x 20 mm - Lochbild 14 mm Ø 3,2 mm, 3 x 0,32 mm² (AWG22), abisoliert mm (typabhängig) Edelstahl , AISI 304L Elektronikgehäuse Edelstahl , AISI 303 O-Ring NBR 70 Stützring M12 Stecker Einsatz M12 Flansch Umgebungsdaten EMV Fachgrundnormen Störfestigkeit EN Störaussendung EN Störfestigkeit Land-und Forstmaschinen ISO Baumaschinen EN 13309/ ISO13766 Störaussendung Land-und Forstmaschinen ISO Baumaschinen EN 13309/ ISO13766 Transiente Impulse PTFE Polyamid verstärkt, Kontakte Messing vernickelt / vergoldet Edelstahl mit O-Ring (NBR70) ESD (Luft- und Kontaktentladung) EN ISO/TR EU Richtline 2014/30/EU CE Kennzeichnung EU Richtlinie 2009/64/EU Landwirtschaftliche Maschinen EN hoch frequente elektro-magnetische Felder EN leitungsgegebundene schnelle Transienten (Burst) EN leitungsgebundene Störspannung (Surge) Class2 EN leitungsgebundene hochfrequente Signale EN Magnetfelder CISPR25 hochfrequente Störstrahlung ISO hoch frequente elektro-magnetische Felder ISO Stromeinspeisung (Bulk Current Injection) ISO Streifenleitung (Strip Line Method) CISPR25 hochfrequente Störstrahlung ISO Test Pulse 1/ 2a/2b /3a/3b /4 /5a/5b / SICK T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX48 31

32 10 TECHNISCHE DATEN Schutzart Gehäuse- ohne elektrischen Anschluss ISO : EN IP67 30 min - 1 m Gehäuse mit Kabelanschluss ISO : EN IP67 30 min - 1 m M12 Stecker ISO : ISO IP69K mit aufgesteckter Kupplung; Besprühung 30 sec. / 100 bar / 80 C Temperaturbereiche Betriebstemperatur (Betriebsbedingung) Berücksichtigung der Fluidtemperatur und der Eigenerwärmung der Elektronik - 40 C C Umgebungstemperatur (Fluid) - 30 C + 95 C zulässige relative Luftfeuchte EN : 90% r.h. (Betauung nicht zulässig) Lagerung - 20 C + 85 C (r.h. 55%) Widerstandsfähigkeit gegenüber Schocks Falltest ISO : IEC Einzelschock Dauerschock, Schocks pro Raumachse ISO : IEC : 100g, 11ms ISO : IEC : 50g, 11ms Widerstandsfähigkeit gegenüber Vibration (Druckrohr Ø 10 mm) Sinus ISO : IEC Hz (3,5mm pp) Hz 20g (24 hrs) Sinus über Rauschen ISO : IEC Hz 11,3g (r.m.s.) Hz 18,1g (r.m.s.) Rauschen ISO : IEC Hz 2000 Hz 20g (r.m.s.) (48hrs) Resonanzstellen ausgenommen Hydraulikdruck Druckrohr, Ø 10 mm Betriebsdruck P N 400 bar 320 bar max. Überlastdruck im Betrieb (P N x1,2) 480 bar 380 bar max. Prüfdruck in Zylinder (P N x1,5) 600 bar 480 bar Druckrohr, Ø 7 mm 10.2 Maße Sensor L ±0,5 27, Ø 48 f7 Ø 24 21,2-0,2 11,5 Ø 10 Abbildung 22: MAX48 Maße Gesamt 1 Messbereich 2 Dämpfung 32 T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX / SICK

33 TECHNISCHE DATEN ,6-0,2 Ø 48 f7 27,6 ±0,2 Ø 48 f7 Abbildung 23: MAX48 Maße Anschlussseite - M12 1 Aderlänge / Kabellänge Abbildung 24: MAX48 Maße Anschlussseite - 3-adrig 10.3 Maße Positionsmagnet Abbildung 25: Positionsmagnet Maßzeichnung 1 Außendurchmesser 2 Innendurchmesser 3 Höhe Tabelle 18: Maße Positionsmagnet Außendurchmesser 17,4 mm ± 0,1 Innendurchmesser 12,0 mm ± 0,1 Höhe 10,6 mm ± 0,1 Flächenpressung bzw. mechanische Last, z. B. durch Federscheiben, max. 40 N/mm 2 in axialer Richtung / SICK T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX48 33

34 11 ANHANG 11 Anhang 11.1 Zubehör Zur Montage des M12 Steckersystems 1 2 Abbildung 26: Zubenhör M12 Steckersystem 1 M12 Flansch 2 O-Ring Zur Montage des Positionsmagneten Abbildung 27: Sprengring / Wellring / Positionsmagnet 1 Wellenfeder 2 Positionsmagnet 3 Sicherungsring Zum Schutz gegen Eindringen von Reinigungssubstanzen in die Elektronik während des Waschvorgangs an Zylindern mit bereits eingebautem MAX Linear Encoder Messingkappe zum Schutz bei Waschvorgängen an Zylindern mit eingebauten Linear Encodern. Bitte kontaktieren Sie SICK, um eine entsprechende Zeichnung zu erhalten CE-Konformitätserklärung Die CE-Konformitätserklärung und weitere Zertifikate können Sie über das Internet herunterladen: 34 T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX / SICK

35 ANHANG / SICK T E C H N I S C H E I N F O R M A T I O N MAX48 35

36 / /de Australia Phone tollfree sales@sick.com.au Austria Phone office@sick.at Belgium/Luxembourg Phone info@sick.be Brazil Phone marketing@sick.com.br Canada Phone information@sick.com Czech Republic Phone sick@sick.cz Chile Phone info@schadler.com China Phone info.china@sick.net.cn Denmark Phone sick@sick.dk Finland Phone sick@sick.fi France Phone info@sick.fr Germany Phone info@sick.de Hong Kong Phone ghk@sick.com.hk Hungary Phone office@sick.hu India Phone info@sick-india.com Israel Phone info@sick-sensors.com Italy Phone info@sick.it Japan Phone support@sick.jp Malaysia Phone enquiry.my@sick.com Mexico Phone +52 (472) mario.garcia@sick.com Netherlands Phone info@sick.nl New Zealand Phone tollfree sales@sick.co.nz Norway Phone sick@sick.no Poland Phone info@sick.pl Romania Phone office@sick.ro Russia Phone info@sick.ru Singapore Phone sales.gsg@sick.com Slovakia Phone mail@sick-sk.sk Slovenia Phone office@sick.si South Africa Phone info@sickautomation.co.za South Korea Phone info@sickkorea.net Spain Phone info@sick.es Sweden Phone info@sick.se Switzerland Phone contact@sick.ch Taiwan Phone sales@sick.com.tw Thailand Phone Ronnie.Lim@sick.com Turkey Phone info@sick.com.tr United Arab Emirates Phone info@sick.ae United Kingdom Phone info@sick.co.uk USA Phone info@sick.com Vietnam Phone Ngo.Duy.Linh@sick.com Further locations at SICK AG Waldkirch Germany