Die geplante Linie Scheuersaugmaschinen von Kärcher soll sowohl in der Handhabung als auch in der Dosierung präziser werden als bisherige Modelle. Die Entwicklungsabteilung möchte dazu Durchflussmessung und Regelung kombinieren und in ein kompaktes Regelventil ohne bewegte Teile integrieren, damit die Messung nicht von Verunreinigungen im Wasser beeinflusst wird.
Hierfür benötigt Kärcher einen Aktuator mit Ultraschall-Durchflusssensor, der den Zufluss von Reinigungsmittel hochgenau misst, sodass dieser einfach zu kontrollieren und einzustellen ist. Ein zusätzlicher Drucksensor soll das Niveau im Frischwassertank indizieren, das sich zwischen 0 und 90 cm bewegt.
Flüssigkeitsniveau auf das Millibar genau messen
Um dieses Ziel zu erreichen, kooperiert Kärcher mit dem Unternehmen Allengra, das den kleinen, auf Reinigungsmaschinen zugeschnittenen Aktuator entwickelt. „Die Messung sollte auf einer Skala von 0 bis 90 mbar erfolgen. Eine anspruchsvolle Aufgabe, die wir mit unserem Drucksensor jedoch mit Bravour lösen konnten“, sagt Raul Junker, Gründer und Inhaber der Firma.
Kärcher will bei der Zudosierung der Reinigungsflotte zudem eine saubere und noch genauere Lösung als in den bisherigen Bodenreinigungsmaschinen. Dazu muss das Ventil für die Ausbringung der Reinigungsflotte nicht nur 100-prozentig dicht sein, sondern auch schnell schließen. Das Allengra-Ventil bringt es hier auf 1,4 Sekunden Verschlusszeit.
Messgenauigkeit nicht durch Schwebeteilchen beeinflusst
Das Ultraschall-Regelventil kann mit einer Mediumtemperatur von 5 bis 60 °C und einem Druck von 0 bis 1 bar umgehen. Bei Bedarf lässt sich der Regler auf 6 bar Betriebsdruck anpassen. Da das Ventil auf mechanisch bewegte Teile in den Sensoren verzichtet, werden weder die Langzeitstabilität noch die Genauigkeit der Messung durch Schwebeteilchen, Schmutz oder Sand beeinflusst.
Die Kommunikation erfolgt zum Beispiel über UART, PWM oder einen Impulsausgang. Die Stromversorgung kann auf Wunsch mit einer lange haltbaren Lithium-Batterie geleistet werden. Im nächsten Schritt sollen eine WLAN- beziehungsweise Bluetooth-Kommunikation sowie ein CAN-Bus folgen, um das Produkt für eine Integration in Industrie-4.0- und Automotive-Umgebungen fit zu machen. Außerdem sollen Toträume zukünftig eliminiert werden, um hygienischen Anforderungen zu entsprechen, die den Regler dann auch für die Lebensmittelindustrie qualifizieren.
Weiteres Regelventil für Gase geplant
Allengra plant für die kommenden Jahre die Entwicklung eines weiteren Regelventils, das nach dem gleichen Prinzip auch für die Regelung von Gasen eingesetzt werden kann. Durch die Entwicklungsleistung in Zusammenarbeit mit Kärcher ist das SmartValve jetzt optimal qualifiziert und bietet Allengra eine solide Basis für die Weiterentwicklung.
Geschäftsführer Junker fasst zusammen: „Wir haben während der Entwicklung immer wieder festgestellt: Nicht die Aktoren sind heute entscheidend, sondern die Sensorik, die in die Aktoren integriert wird. Mit den Sensoren kommt viel Elektronik und Regelungstechnik in das Produkt hinein, das macht es skalierbar und zukunftssicher, also genau das Richtige für eine moderne IoT-Umgebung.“
Das Regelventil befindet sich mittlerweile im Feldversuch; die Markteinführung soll noch dieses Jahr erfolgen.
.jpg "Präzise Füllstandsmessung für grünen Strom")
