In nur 4 Schritten zum eigenen Sensor: Ein OEM-Komponentenlieferant erklärt, wie das funktioniert

Maschinen und Anlagen werden immer intelligenter, effizienter und flexibler. Sensoren spielen dabei eine wichtige Rolle. Sie liefern die Informationen, damit Maschinen etwa ihre eigene Wartung beauftragen können. Digitale Technologie wiederum benötigt mehr Sensoren, die spezielle Anforderungen erfüllen. HBM entwickelt und fertigt OEM-Sensoren, die genau auf die Anwendungen seiner Kunden zugeschnitten sind – präzise mit eigener Dehnungsmessstreifen-Produktion und dank schlanken Entwick­lungsprozessen auch schnell in Serie.

Die Digitalisierung ermöglicht, die Grenzen der Technologie zu verschieben und den Funktions­umfang etwa von Produktionsanlagen oder Fahrzeugen zu erweitern. Maschinen, Anlagen, Fahrzeuge und viele weitere Anwendungen werden immer intelligenter. Sensoren ersetzen die Sinne des Menschen und liefern die Datengrundlage, damit Maschinen beispielsweise ihre eigenen War­tungen beauftragen oder Autos selbstständig im Straßenverkehr agieren können. Laut der Unternehmensberatung Roland Berger soll allein der weltweite Bedarf an Sensoren mit integrierter Messelek­tro­nik im Jahr 2020 auf 30 Milliarden Stück ansteigen, das sind rund doppelt so viele wie im Jahr 2015. Doch nicht nur die Menge der Sensoren steigt mit der Digitalisierung, auch die Anforderungen an sie.

In vier Schritten zum maßgeschneiderten Sensor

Ob Landmaschinenbau, Medizintechnik oder mobiles Fahren: Die Kunden von HBM haben oft sehr spezielle Anforderungen und komplexe Aufgabenstellungen. Die Entwicklung der Sensoren muss zudem sehr schnell gehen. „Oft arbeiten wir mit unseren Kunden an neuen Produkten mit einem hohen Innovationspotenzial, beispiels­weise neuen Fahrzeugen. Viele unserer Projekte starten daher mit einer Geheimhaltungsverein­barung“, betont Hermann Merz. Mit Lean Engineering halten die Spezialisten des weltweiten Techno­logie- und Marktführers im Bereich Messtechnik Entwicklungs­prozesse schlank.

„Oft gehen die Sensoren unserer Kunden bereits nach nur einem halben Jahr in Serienfer­tigung“,

sagt Hermann Merz. Hierfür sind bei HBM nur vier Schritte notwendig:

1. Konzeption

„Mit unserer bewährten Dehnungsmessstreifen-(DMS)-Technologie können wir aus nahezu jedem Bauteil einen robusten Sensor fertigen – etwa aus einem Radlager oder einem Stütz­element“, erläutert Hermann Merz. Bereits bei der Konzeption in den ersten Wochen klären die Experten von HBM gemeinsam mit dem Kunden, was der Sensor leisten muss und welche Teile für die Messung in Frage kommen – etwa die Achsen einer Landmaschine, um die Seitenlage des Fahrzeugs zu über­wachen. „Mit einer genauen Analyse der Anwendung schaffen wir die Grundlage für die weitere Entwicklungs­arbeit“, erklärt Hermann Merz.

2. Prüfkonzept und Angebot

In den folgenden Wochen erstellen die HBM-Experten ein Prüfkonzept und Angebot, wie sich die Anforderungen umsetzen lassen, eine Kontroll¬zeichnung, eine Kostenschätzung für die Ferti-gung eines Prototyps sowie einen Richtpreis für die Serien¬fertigung. Nach der Freigabe des Kunden produziert HBM einen ersten Prototyp. „Mit Rapid Prototyping bieten wir unseren Kunden schon in wenigen Wochen einen funktions¬fähigen Testsensor“, sagt Hermann Merz. „Unser Entwicklungsteam in den USA verfügt dabei bereits über die Erfahrung aus fast 20 Jahren im Bereich Spezialsensorik.“

3. Tests mit dem Prototypen

Mit den fertigen Prototypen geht es in die Testphase. Die OEM-Sensoren werden in die Anwendungen des Kunden verbaut und geprüft. In der Regel geht es darum, die Feinheiten anzupassen – etwa die Lage der Anschlüsse oder der Messelektronik. Zudem optimieren die HBM-Experten mit den Testergebnissen den Dehnungsmessstreifen.

„Die DMS sind die Grundlage für präzise Messungen. HBM bietet als einer der wenigen Anbieter von OEM-Sensorik Entwicklung und Produktion von DMS“,

sagt Hermann Merz. „Mit unseren passgenau auf die Anwendung zugeschnittenen DMS machen wir Sensoren noch leistungsfähiger und präziser. Dabei können wir auf die Erfahrung aus der Entwicklung von mehr als 1.000 kundenspezifi­schen DMS zurückgreifen.“

4. Serienfertigung

Besteht der entwickelte Prototyp die Tests, geht der OEM-Sensor in Serienfertigung. Bei HBM sind Entwicklung und Produktion eng miteinander verzahnt. Ein weiterer Vorteil: Die HBM-Spezialisten bieten OEM-Sensoren bereits in geringen Mengen ab 1.000 Stück. Daher ist die Entwicklung eines Spezialsensors auch für kleinere Maschinenserien und Neuentwicklungen interessant. Zudem profitieren die Kunden von günstigen Stückpreisen.

Interview mit Hermann Merz

Portrait photo of Hermann Merz
Hermann Merz

 

HBM bietet Sensoren, die speziell auf die Anforderungen der Kunden zugeschnitten sind. Wo kommen OEM-Sensoren zum Einsatz?

Wir haben Kunden aus ganz unterschiedlichen Branchen mit sehr individuellen Anforderungen, beispielsweise aus der Medizintechnik sowie dem Maschinen- und Fahrzeugbau. Unsere OEM-Sensoren spielen auch für moderne Landmaschinen eine Rolle – etwa für Anwen­dungen im Bereich Precision Farming. Dabei wird beispielsweise die Ausbringung von Düngemittel oder Saatgut optimal auf die Beschaf­fenheit des Ackerbodens angepasst. Die Informationen dafür liefern Sensoren. Oft geht es dabei nur um kleine Maschinenserien, daher bieten wir OEM-Sensoren bereits ab einer Menge von 1.000 Stück.

 

Und wie läuft die Entwicklung der Sensoren ab?

Wir können aus fast jedem Bauteil einen leistungsfähigen Sensor machen – dafür sind nur vier Schritte notwendig. Gemeinsam mit unserem Kunden erarbeiten wir, was der Sensor leisten muss und welche Bauteile dafür infrage kommen. Das kann beispielsweise die Radaufhängung eines Fahrzeugs sein, wenn es um die Belastung der Achse geht. Unser Entwicklerteam erarbeitet ein Konzept, erstellt einen Prototyp und testet diesen beim Kunden. Besteht der Prototyp die Tests, geht er in Serienfertigung.

 

Wie lange dauert es, bis ein OEM-Sensor in Serienfertigung gehen kann?

Das variiert natürlich von Projekt zu Projekt und kommt auch auf die Anforderungen an. Bei HBM achten wir darauf, den Entwicklungs­prozess schlank zu halten – mit Lean Engineering. Unser Entwickler-Team und unsere Produktion arbeiten von Anfang an Hand in Hand. Unsere Kunden profitieren von kurzen Entwicklungs­zeiten und günstigen Stückpreisen. Oft schaffen wir es bereits nach sechs Monaten, mit den Sensoren in Serienfertigung zu gehen. Damit sind wir auf dem Markt einzigartig. Natürlich hilft dabei auch die Erfahrung aus mehr als 50 Jahren Sensorbau von HBM.

Expertise vom Dehnungsmessstreifen bis zur Messelektronik

"Bei HBM haben wir das gesamte Know-how für die Entwicklung kundenspezifischer Sensoren unter einem Dach – vom Dehnungs­messstreifen bis hin zur Messelektronik. So können wir komplette Systeme mit hoher Präzision und Zuverlässigkeit liefern. Dabei können unsere Experten auf die Erfahrung von HBM aus 50 Jahren im Bereich Messtechnik zurückgreifen“, sagt Hermann Merz.

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