Fehlerhafte Sensorbefestigungen können die Betriebssicherheit von Maschinen gefährden. Darum ist eine optimal auf eine Applikation ­abgestimmte Befestigung ebenso wichtig, wie die Gerätelösung selbst. Die Bandbreite an Lösungen ist groß.

Ein nicht korrekt befestigter Sensor kann zu Fehlfunktionen führen und daher den einwandfreien Betrieb von Maschinen oder Anlagen sowie den reibungslosen Ablauf von Prozessen erheblich beeinträchtigen. Im schlimmsten Fall sind längere Stillstandzeiten und kostspielige Produktions­ausfälle eine unvermeidliche Folge.

„Sitzt, passt, wackelt und hat Luft“ bei der Sensormontage?

Das Motto „Sitzt, passt, wackelt und hat Luft“ sollte somit keinesfalls für die Sensor­montage gelten, wie IPF aus jahrzehnte­langen Erfahrungen nur zu gut weiß. Obwohl es nahezu unmöglich ist, alle Anforderungen jeder einzelnen Applikation im Detail zu kennen, hat sich der Sensorspezialist zum Ziel gesetzt, für möglichst viele Einsatzbedingungen und Einbausituationen ein passendes Montagezubehör bereitzustellen.

Keine leichte Aufgabe, denn Befestigungssysteme sollten eine Fülle an Aufgabenstellungen lösen und somit möglichst vielseitig, zuverlässig und bisweilen auch sehr robust sein. Die Anforderungen an praxisorientierte Montagesysteme sind hierbei zumeist vielschichtiger und komplexer als nur der Wunsch nach einer soliden Befestigung. 

Generelle Anforderungen an Montagesysteme

Befestigungslösungen müssen während der Montage eine flexible Ausrichtung eines Sensors ermöglichen und gleichzeitig bei erreichter Einbaulage eine stabile Gerätepositionierung sicherstellen, weil Erschütterungen, starke Stöße oder Vibrationen in der Praxis an der Tagesordnung sind. In anderen Anwendungen darf das Befestigungsmaterial nach der Montage hingegen keinerlei Spielräume zulassen, weil die Einbausituation eines Sensors zu jeder Zeit, also auch bei einem Gerätetausch, eindeutig wiedergegeben werden muss. Andererseits kann aber auch der Wunsch nach einer flexiblen und damit ortsveränderlichen Befestigung eines Sensors bestehen. Last, but not least, ist bei besonders anspruchsvollen Umgebungs­bedingungen mitunter Zubehör notwendig, das die Sensoren in besonderer Art und Weise schützt.

Mehr Freiräume: Befestigung plus Justage

Es gibt viele Beispiele, in denen Sensoren nach der Montage justiert werden müssen, damit sie für die Detektion optimal ausgerichtet sind. Neben Befestigungswinkeln mit charakteristischen Langlöchern bieten sich hierzu Präzisionsflansche, Kugelkopfgelenke oder Universalhalter an.

Präzisionsflansche (wie der AP000015 aus Aluminium) wurden entwickelt, um Sender und Empfänger von Laserlichtschranken auch auf größere Distanzen exakt aufeinander auszurichten. Eine Grundplatte wird an einer Montagefläche verschraubt, während eine zweite Montageplatte zur Sensorbefestigung dient und über federgelagerte Schrauben verfügt, um ein präzises Justieren in alle Richtungsachsen zu ermöglichen.

Noch mehr Flexibilität bei der Sensor­justage versprechen Kugelkopfgelenke (etwa das AO000618), die den kompletten Freiraum in alle Richtungen bieten. Die Sensoren lassen sich dann mit Befestigungswinkeln auf einer Adapterplatte für die Kugelkopfgelenke montieren. 

Universalhalter bieten ähnliche Vorteile. Sie haben ein multifunktionales Grundmodul mit Kugelgelenk und M6-Gewindestift, das sich in den Nutstein eines Industrieprofils befestigen lässt. Seitlich an das Grundmodul angeflanschte Bleche bieten vielen Sensoren sicheren Halt.

Eindeutig ohne Wenn und Aber: Befestigung mit Positionierung

Befestigungen mit Positionierung geben bereits die Montageposition für einen Sensor vor, etwa durch einen definierten Fest­anschlag. Bei einem Sensortausch muss daher das neue Gerät nicht erneut positioniert werden. So ermöglichen beispielsweise Quickschellen (wie die AY000050 aus Kunststoff) mit Festanschlag die Wandmontage über zwei Langlöcher. Der Sensor wird hierzu von einer Seite in die Bohrung der Schelle bis zum vorgegebenen Anschlag geschoben. Der Sensortausch ist einfach, da hierzu nur eine Klemmschraube zu lösen ist. Klemmhülsen wie die AY000155 mit Festanschlag und Innenbohrungen sind für die Montage von Sensoren mit Gewinde- und Rundgehäuse konzipiert. Mit Muttern lässt sich die Hülse zum Beispiel in einem Montageblech befestigen.

Ortsveränderliche Befestigung ohne Montageaufwand

Sollen Sensoren, Kamerasysteme oder auch LED-Leuchten variabel und damit flexibel befestigt werden, weil sich ihre Position von Zeit zu Zeit ändern muss, dann sind Haftmagnete (zum Beispiel der AY000129) praktikable Lösungen. Die Haftmagnete mit Gewindehülse ermöglichen ein einfaches Befestigen etwa von Universalhaltungen an magnetischen Flächen mit hoher Haltekraft. Die Universalhalterungen sind wiederum mit mehreren Adapterplatten von IPF kompatibel, an denen sich Geräte montieren lassen.
Klassische Lösungen für ortsveränderliche Befestigungen zum Beispiel von Gelenk­armleuchten oder Kamerasystemen sind robuste Tischklemmen aus Stahl und Stative, an denen sich zusätzlich zu einer Kamera auch spezielle Beleuchtungslösungen montieren lassen. 

In jeder Situation umfassend geschützt

Neben Montagesystemen, die die vielfältigen Anforderungen an eine zuverlässige Sensorbefestigung erfüllen müssen, gibt es immer auch Einsatzfälle, in denen die Geräte mit widrigen oder besonders rauen Umgebungsbedingungen konfrontiert sind. So setzen Staub, Schmutz, Feuchtigkeit oder sehr hohe und sehr niedrige Temperaturen den Sensoren und Anschlusskomponenten oft extrem zu. In solchen Fällen sind Lösungen für einen umfassenden Schutz erforderlich (teilweise spezialisiert auf bestimmte Sensortechnologien wie optische oder induktive Sensoren von IPF), die einen langlebigen Betrieb der Geräte sicherstellen.

Teflonkappen wie die AY98A607 mit Innengewinde schützen die aktive Fläche von induktiven Sensoren oder Magnetfeldsensoren vor schädlichen Einwirkungen wie Schweißspritzern.
Freiblaseinrichtungen (wie die AO000095) mit integriertem Druckluftanschluss dienen als Zubehör für optische Sensoren in Applikationen mit hoher Schmutzbelastung. Der gerichtete Luftstrom führt stets von der Sensoroptik weg, damit diese immer frei von Staub- und ähnlichen Schmutz­ablagerungen bleibt. Durch die Druckluft lässt sich außerdem ein Kühleffekt erzeugen, um bis zu einem gewissen Grad eine auf die Sensor­optik wirkende Wärmestrahlung zu kompensieren.

Aufsatzblenden mit Glaseinsatz (zum Beispiel die AO000297 mit M8-Innengewinde) werden zum Schutz vor Wärme oder Hitze auf die Sensoroptiken von Einweglichtschranken, Reflexlichtschranken oder optischen Tastern geschraubt. Zusätzlich ist es beispielsweise durch die Integration von Lochblenden in den Aufsätzen möglich, den Lichtaustritt einer Lichtschranke zu beeinflussen oder zu fokussieren.

Autor
Martinus Menne, Freier Fachjournalist