Sensorik aus dem Elsass

Autor Dr. Bernd Rademacher Redakteur, cav chemie anlagen verfahren

Rund 210 Mitarbeiter entwickeln und produzieren im elsässischen Triembach-au-Val am Hauptsitz von Bürkert-Frankreich Sensorik für den Weltmarkt. Der Standort ist innerhalb der Gruppe das weltweite Global Competence Center für Industriesensorik und einer von fünf Produktionsstandorten. Schlüsselkompetenz der Elsässer ist die Entwicklung und Produktion von Industriesensoren für die Messung von pH-Wert, Leitfähigkeit, Pegel, Druck, Temperatur und Durchfluss.

Um die Konkurrenzfähigkeit zu sichern, gehen etwa 8 % des Jahresumsatzes von Triembach (derzeit ca. 32 Mio. Euro) in die Forschung und Entwicklung. Diese konstante Investition zahlt sich aus: Im Bereich der Sensoren für industrielle Anwendungen konnte sich das elsässische Werk als das Kompetenzzentrum innerhalb der Bürkert- Gruppe etablieren. In der Engineeringabteilung arbeiten 38 Mitarbeiter an der Optimierung des Sortiments und der Entwicklung neuer Produkte. Dabei zielt die F&E-Politik des Unternehmens sowohl auf Neuinvestitionen vor Ort, um Entwicklungen voranzutreiben, aber auch auf die Unterstützung externer Partner.

Mit mehr als 60 Jahren Erfahrung, Nähe zu den Kunden, einer teamfähigen Belegschaft und einer großen Portion Mut, Dinge anders anzugehen als üblich, entwickelte sich Bürkert vom Komponentenanbieter zu einem weltweit führenden Unternehmen für Fluid Control Systems. „Tatsächlich sind wir das einzige Unternehmen überhaupt, das sämtliche Komponenten des Fluid-Control-Regelkreises aus einer Hand anbieten kann“, erklärt Geschäftsführer Heribert Rohrbeck. Auf Basis abgestimmter Schnittstellen entwickelt Bürkert aus Sensoren, Ventilen und Reglern komplette Fluidsystem- und Automatisierungslösungen für seine Anwender. Neue Ideen und ungewöhnliche Lösungen gehören dabei zur unternehmerischen Tradition. „Wenn wir bei unseren Projekten Erfahrung, Nähe und Mut richtig kombinieren, entsteht der Bürkert-Flow. Ein Synonym für zufriedene Kunden und Mitarbeiter, aber auch für das perfekte Messen und Regeln von Flüssigkeiten und Gasen“, sagt Rohrbeck.

Dass dieser Flow bei Bürkert die Regel ist, belegt der wirtschaftliche Erfolg eindrucksvoll. So generierten 2013 mehr als 2500 Mitarbeiter weltweit einen Konzernumsatz von 411 Mio. Euro. Gefertigt wird dabei ausschließlich an den fünf Produktionsstandorten in Deutschland und Frankreich.

Bürkert splittet seine Zielmärkte nicht mehr nach Branchen auf, sondern nach den physikalischen Gesetzmäßigkeiten, die der jeweiligen Applikation zugrunde liegen. Daraus ergeben sich die vier Marktsegmente: Water, Gas, Hygienic und Micro. „Bei der Entwicklung neuer Produkte und Systemlösungen für diese Marktsegmente steht die Schaffung eines messbaren Mehrwerts für unsere Kunden bzw. deren Kunden im Mittelpunkt“, betont Rohrbeck. „Ähnlich dem Internet, das Server weltweit vernetzt und daraus seine globale Stärke zieht, vernetzen wir Mitarbeiter und Know-how aus unseren 36 Gesellschaften. Und wir hinterfragen stets Bestehendes, um neue Ideen hervorzubringen“, erläutert er. Das galt auch für die jüngsten Entwicklungen Flowave, Online-Analyse-System und EDIP.

Mit der Produktreihe Flowave präsentiert Bürkert eine rundum neu konzipierte Gerätelinie auf SAW-Basis. Die Surface-Acoustic-Wave-Technologie führt zu einer kompakten Bauweise und einem geringen Gewicht der Messgeräte. Sie können in beliebiger Lage eingebaut werden. Der SAW-Sensor als fester Bestandteil des Messrohrs ist mit einem Transmitter verbunden, der sowohl das Bedieninterface beinhaltet als auch die nötigen Ausgangssignale erzeugt. Der Aufbau ist voll modular und bietet so die Vielfachnutzung der Einzelkomponenten. Die Verbindung der elektrischen Baugruppen ist nicht wie in der Vergangenheit analog, sondern voll digital angelegt.

Für die SAW-Technologie wird eine Wellenausbreitung wie bei seismischen Aktivitäten genutzt. Was im Falle eines Erdbebens verheerende Auswirkungen haben kann, machen sich die Bürkert-Ingenieure zunutze: In den Flowave-Sensoren werden die akustischen Oberflächenwellen durch einen piezoelektrischen Interdigitalwandler auf einer Rohroberfläche angeregt. Ähnlich wie beim optischen Wellenleiter (z. B. Glasfaserkabel) werden beim akustischen Wellenleiter Wellen auf einem Zickzackpfad durch das Messmedium (Flüssigkeit) geschickt. Der Rayleigh-Winkel, unter dem die Schallwellen in die Flüssigkeit ausgekoppelt werden, ist für jede Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wellen individuell. Somit entsteht in Verbindung mit den zeitlichen Abläufen, den Empfangssignal-Charakteristiken und in Abhängigkeit, ob die Signale einfach oder mehrfach das Medium durchlaufen haben, ein „akustischer Fingerabdruck“ des Mediums, anhand dessen die Durchflussgeschwindigkeit, Dichte und Temperatur bestimmt werden kann und zusätzlich Aussagen über das Medium selbst ableitbar sind. Die fächerförmige Abstrahlung der Oberflächenwellen in das Medium und der Vielfachempfang der Signale machen das Messergebnis vom Strömungsprofil unabhängig und störungsresistent. Da das Verfahren ohne jegliche Elemente in der Rohrleitung auskommt, werden der Querschnitt und damit der Strömungswiderstand nicht verändert.

Bei der Konstruktion des Online-Analyse-Systems für die kontinuierliche Überwachung und Speicherung der wichtigsten Messparameter im Rohwasser und im behandelten Wasser in der Trinkwasseraufbereitung setzte Bürkert vor allem auf Miniaturisierung und Modularisierung. Heute ist die erweiterbare Plattform, die fünf verschiedene Analysesysteme in einem Gerät vereint, so klein, dass sie als Handgepäck mit an Bord eines Flugzeugs dürfte.

Je nach Anwendung wird die passende Kombination verschiedener Analyse-Cubes in einem Gehäuse integriert. Bis zu fünf Analyse-Cubes lassen sich einbauen. Jeder Cube findet in einem Gehäuse von ca. 7 x 7 x 4 cm seinen Platz. Wird ein neuer Sensor in einen freien Steckplatz der Fluidik-Backplane eingesteckt, meldet sich der Sensor beim System an und stellt allen anderen Modulen im System seine Funktionen zur Verfügung. Dabei hat er selbst seine Kalibrierdaten, die zur Bedienung notwendigen Menüs sowie die Konfiguration und spezifische Funktionen gespeichert. Im Feld wird das System, bzw. die einzelnen Module, über ein 7“-Touchdisplay bedient, das im oberen Teil des Gerätes angeordnet ist.

Sowohl Flowave als auch Online-Analyse-System setzen schon heute auf die Efficient Device Integration Platform (EDIP), mit der Bürkert für seine Produkte das Tor zu Industrie 4.0 aufstößt. EDIP umfasst eine Vielzahl an Funktionen, abgestimmte HMI-Geräte und weitere Services, die die Systemintegration neuer Geräte erleichtern.

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Wenn wir bei unseren Projekten Erfahrung, Nähe und Mut richtig kombinieren, entsteht unser sogenannter Bürkert-Flow.