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Neigungssensor: MEMS-basiert, statisch & dynamisch

Neigungssensoren

Ob Kippschutz am Mobildumper, Kabinennivellierung im Traktor oder Positionserfassung am Baggerarm: Neigungssensoren liefern die Messdaten, auf denen Sicherheitsfunktionen und Assistenzsysteme mobiler Arbeitsmaschinen aufbauen. elobau bietet mit dem N6 static und dem N7 dynamic zwei MEMS-basierte Baureihen: statisch für ruhige Anwendungen, dynamisch mit Sensorfusion für Maschinen unter Vibrationen und Schocks.

3 Produkte in der Kategorie Neigungssensoren

Verfügbar im elostore
Neigungssensor: MEMS-basiert, statisch & dynamisch

Neigungssensor N6 static CAN

  • Hohe Präzision bei statischen Anwendungen
Verfügbar im elostore
Neigungssensor: MEMS-basiert, statisch & dynamisch

Neigungssensor N7 dynamic CAN

  • Präzises Messsignal bei dynamischen mobilen Arbeitsmaschinen
Verfügbar im elostore
Neigungssensor: MEMS-basiert, statisch & dynamisch

Neigungssensor N6 static analog

  • Hohe Präzision bei statischen Anwendungen

MEMS-Technologie

Beide Baureihen arbeiten mit MEMS-basierten Beschleunigungssensoren (MikroElektroMechanische Systeme). Jede Lageänderung wird berührungslos registriert und als Neigungswinkel ausgegeben. Der Sensor wird direkt an der Messstelle verschraubt – ohne mechanische Anbindung.

Sensorfusion (N7)

Der N7 dynamic kombiniert MEMS-Beschleunigungssensor und Gyroskop. Ein Kalman-Filter führt beide Signale zusammen, kompensiert Störeinflüsse durch Vibrationen sowie Schocks und stabilisiert das Ausgangssignal. Das Ergebnis: ein verlässliches Neigungssignal auch bei ruckartigen Maschinenbewegungen.

Schnelle Montage

Die 2-Punkt-Montage beschleunigt den Einbau gegenüber herkömmlichen Neigungssensoren um bis zu 30 %. Kein aufwendiges Ausrichten, keine zusätzliche mechanische Anbindung. Sensor verschrauben, anschließen, konfigurieren. Horizontale und vertikale Einbaulage möglich.

N6 static oder N7 dynamic: Welcher Neigungssensor passt zu Ihrer Maschine?

Die Entscheidung zwischen N6 und N7 hängt von der Dynamik Ihrer Anwendung ab. Einen festen Grenzwert gibt es nicht – die gleiche Maschinenart kann je nach Hersteller und Einsatzprofil statisch oder dynamisch ausgelegt sein. Kontaktieren Sie uns, wir helfen bei der Zuordnung.

 

N6 static

N7 dynamic

Technologie MEMS-Beschleunigungssensor MEMS-Beschleunigungssensor + Gyroskop + Sensorfusion (Kalman-Filter)
Typische Anwendung Grabenwalze, Hebebühne, Schwenkkran, Straßenwalze … Mobildumper, Bagger, Teleskoplader, Gabelstapler …
Signalausgänge Analog (4–20 mA, 0,5–4,5 V), Schaltausgang, CANopen, SAE J1939 CANopen, SAE J1939
Relaisausgänge Optional Optional
Zugang zu Rohdaten Rohdaten von Beschleunigungssensor und Gyroskop verfügbar
Passt, wenn … … die Maschine sich langsam bewegt und keine starken Vibrationen auftreten. Stabile Messung zu geringeren Kosten. … die Maschine hohen Beschleunigungen, Vibrationen oder Schocks ausgesetzt ist und das Messsignal ohne Sensorfusion verfälscht wurde.

Alle Infos zu N6 static CAN

Alle Infos zu N7 dynamic CAN

Was ist Sensorfusion?

Sensorfusion kombiniert die Messwerte eines MEMS-Beschleunigungssensors mit denen eines Gyroskops. Ein Kalman-Filter – ein mathematischer Algorithmus – gleicht die Stärken beider Sensoren aus: Der Beschleunigungssensor liefert die absolute Lagereferenz zur Schwerkraft, das Gyroskop erfasst schnelle Drehbewegungen. Das gefilterte Ergebnis ist ein geglättetes, stabiles Neigungssignal, auch wenn die Maschine ruckartig beschleunigt, bremst oder vibriert. Das Diagramm zeigt den Unterschied: Ohne Sensorfusion schlägt das Signal bei dynamischen Einflüssen stark aus. Mit Sensorfusion bleibt die Messkurve stabil.

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In welchen Maschinen werden Neigungswinkelsensoren eingesetzt?

Neigungssensoren (auch als Inklinometer, Tilt Sensor, Neigungswinkelsensor oder im dynamischen Kontext als IMU bezeichnet) kommen überall dort zum Einsatz, wo der Neigungswinkel einer Maschine, eines Fahrzeugteils oder eines Anbaugeräts gegenüber der Schwerkraft überwacht werden muss.

Die Messdaten sind die Grundlage für Kippschutzsysteme, Kabinennivellierung und zunehmend auch für Assistenzsysteme und Maschinenautomatisierung (etwa die automatische Niveauregulierung oder die positionsgeführte Steuerung von Auslegern).

  • In Baumaschinen überwachen Neigungssensoren die Fahrzeugneigung und die Position beweglicher Maschinenteile unter rauen Bedingungen (bei Staub, Temperaturschwankungen und starken Vibrationen). Typische Anwendungen:

    • Bagger: Positionserfassung des Fahrgestells und der einzelnen Auslegerelemente – ein Bagger benötigt bis zu vier Neigungssensoren entlang des Arms, um Reichweite und Winkel für Assistenzsysteme zu erfassen.
    • Mobildumper: Kontinuierliche Kippschutzüberwachung bei schneller Fahrt über unebenes Gelände (N7 dynamic).
    • Grabenwalze/Tandemwalze: Neigungsüberwachung als Kippschutz bei langsamen, quasi-statischen Maschinen (N6 static).
    • Straßenfertiger: Erkennung von Steigungen und Gefällen für die Einbausteuerung.
    • Drehbohrgeräte: Überwachung des Bohrwinkels.
  • In der Land- und Forsttechnik steuern Neigungssensoren Funktionen von Fahrzeugen und Anbaugeräten, oft in Kombination mit automatischen Regelsystemen. Typische Anwendungen:

    • Traktor: Hangausgleich und Kabinennivellierung – die Kabine wird bei Hanglagen automatisch waagerecht gehalten.
    • Mähdrescher: Kabinennivellierung für ermüdungsfreies Arbeiten bei seitlicher Hangneigung.
    • Feldhäcksler: Positionsüberwachung des Maisgebisses.
    • Sprayer: Hangausgleichsmessung der Spritzgestänge.
    • Düngerstreuer: Neigungsmessung zur Steuerung der Wiegefunktion am Anbaugerät.
    • Ballenpresse: Erkennung der Neigung der Wicklung.
  • In der Intralogistik messen Neigungssensoren die Neigung von Mast, Gabel und Fahrzeug. Das ist relevant für die Standsicherheit und die Positionierung von Lasten. Typische Anwendungen:

    • Gabelstapler: Kontinuierliche Neigungsmessung von Gabel und Mast zur Kippschutzüberwachung.
    • Teleskopstapler (Telehandler): Positionserfassung der Gabel bei weit ausgefahrenem Teleskoparm – der Sensor warnt, bevor die Standsicherheit gefährdet ist.
    • Kommissionierer: Überwachung der Fahrzeugneigung bei Lastwechseln.
  • Auch außerhalb mobiler Arbeitsmaschinen kommen elobau Neigungssensoren zum Einsatz, etwa zur Niveauüberwachung an Hebebühnen, Arbeitsbühnen und stationären Kränen oder zur Lageerfassung in rauen industriellen Umgebungen.

Drei Steckervarianten für unterschiedliche Einbausituationen

Beide Baureihen sind mit drei Steckervarianten erhältlich. Die Wahl hängt von der Einbausituation und der bestehenden Fahrzeugverkabelung ab.

Die passende Variante wählen Sie im Konfigurator oder in Abstimmung mit unserem Vertrieb.

elobau_neigungssensor_19-0156V21_1xM12_v03

1x M12 5-pol (male)

Standardanschluss für kompakte Einbausituationen. Häufig gewählt, wenn nur ein einzelner Sensor verbaut wird und kein Durchschleifen nötig ist.

elobau_neigungssensor_19-0156V21_2xM12_v03

2x M12 5-pol (male/female)

Ermöglicht das Durchschleifen des CAN-Bus zum nächsten Sensor in der Kette. Relevant, wenn mehrere Neigungssensoren an einer Maschine verbaut werden.

elobau_neigungssensor_19-0156V21_Deutsch_v03

Deutsch DT04-08PA

Robuster Steckverbinder mit Verriegelung, verbreitet in der Bau- und Landtechnik. Ausgelegt für Vibrationen, Feuchtigkeit und raue Umgebungen.

Konstruiert für mobile Arbeitsmaschinen

Die Neigungssensoren von elobau sind auf die spezifischen Anforderungen von Off-Highway-Fahrzeugen ausgelegt: robustes Gehäuse, hohe Stoß- und Vibrationsfestigkeit, weiter Temperaturbereich und Schnittstellen, die sich direkt in die Fahrzeugelektronik integrieren lassen.

  • Bei der analogen Variante (N6 static) führt der Sensor ein eigenes Signal direkt zur Steuereinheit, als Stromsignal (4–20 mA) oder Spannungssignal (0,5–4,5 V). Zusätzlich ist ein Schaltausgang verfügbar.

    Der CAN-Bus funktioniert anders: Ein standardisiertes Protokoll (CANopen oder SAE J1939) überträgt die Messdaten digital an die Fahrzeugsteuerung. Die Integration in die Bus-Architektur des Fahrzeugs ist dadurch einfacher und standardisiert. Der N7 dynamic ist ausschließlich CAN-basiert verfügbar, jeweils optional mit Relaisausgängen. Der Markttrend geht klar in Richtung CAN. Für Maschinen ohne Bus-Architektur steht mit dem N6 analog eine bewährte Alternative bereit.

  • Der N7 dynamic Neigungssensor stellt die Rohdaten von Beschleunigungssensor und Gyroskop über die CAN-Schnittstelle bereit. Maschinenhersteller können diese Daten für eigene Algorithmen, Assistenzsysteme oder erweiterte Fahrzeugfunktionen nutzen, unabhängig vom gefilterten Neigungssignal.

  • Beide Baureihen sind auf Stoß- und Vibrationsfestigkeit ausgelegt – entwickelt für den Dauereinsatz in Baumaschinen, Landmaschinen und Flurförderzeugen. Die 2-Punkt-Montage ermöglicht horizontalen und vertikalen Einbau und beschleunigt die Installation um bis zu 30 % gegenüber herkömmlichen Neigungssensoren. elobau fertigt mit 100-%-End-of-Line-Prüfung: Jeder Sensor wird vor Auslieferung geprüft. Relevante Fertigungsparameter sind rückverfolgbar.

  • elobau ist EMAS-zertifiziert und wurde 2023 als nachhaltigster Mittelständler ausgezeichnet (Wirtschaftswoche). Die Neigungssensoren werden am Standort Leutkirch im Allgäu mit hoher Fertigungstiefe produziert.

    Nachhaltigkeit definieren wir bei Sensorik über Langlebigkeit: Berührungslose MEMS-Technologie bedeutet keinen mechanischen Verschleiß. Der Sensor ist darauf ausgelegt, mindestens so lange zu halten wie die Maschine selbst.

So arbeiten wir mit Ihnen zusammen

Von der Sensorauswahl bis zur laufenden Serienlieferung haben Sie einen einzigen Ansprechpartner bei elobau.

  1. In der Anbahnung unterstützen wir bei Sensorauswahl, Konfiguration (Signalausgang, Achsen, Einbaulage) und Abstimmung auf Ihre Maschine.
  2. Im Projekt arbeitet unsere Entwicklung direkt mit Ihrem Team zusammen – Werkzeugbau, Elektronikentwicklung und Prüflabor im eigenen Haus, ohne externe Umwege.
  3. Nach dem Serienstart bleiben wir erreichbar: für Anpassungen, Varianten und technische Fragen.

elobau entwickelt und produziert mit hoher Fertigungstiefe in Deutschland. Das bedeutet kurze Abstimmungswege und durchgehende Rückverfolgbarkeit. Bei kundenspezifischen Konfigurationen – abweichender Messbereich, spezifischer Signalausgang oder angepasstes Gehäuse – richten wir uns nach Ihrem Projektzeitplan.

Weitere Sensorik von elobau

Je nach Anwendung ergänzen weitere elobau-Sensoren die Neigungsmessung in Ihrer Maschine:

Neigungssensor anfragen

Die Neigungssensoren N6 static und N7 dynamic lassen sich im Online-Konfigurator auf Ihre Anforderungen abstimmen: Signalausgang, Messachsen, Einbaulage und Steckervariante. Wenn Ihre Spezifikation über den Standardbaukasten hinausgeht, entwickeln wir gemeinsam mit Ihnen eine angepasste Variante.

Häufige Fragen zu Winkelsensoren

  • Ein Neigungssensor (auch Inklinometer, Tilt Sensor, Neigungswinkelsensor oder – im dynamischen Kontext – IMU genannt) misst den Neigungswinkel eines Objekts gegenüber der Schwerkraft. In mobilen Arbeitsmaschinen überwacht er die Fahrzeugneigung, Auslegerpositionen oder Anbaugeräte und liefert Daten für Sicherheitsfunktionen wie Kippschutz, Kabinenivellierung und Maschinenassistenzsysteme. elobau Neigungssensoren arbeiten mit berührungsloser MEMS-Technologie.

  • Ja. Für den N7 dynamic bietet elobau eine kostenlose Musterbox mit vier vorkonfigurierten Varianten an. So können Sie den Sensor direkt in Ihrer Anwendung erproben, bevor Sie eine Entscheidung treffen.

  • Ja. Über den Standardbaukasten hinaus lassen sich Parameter wie Messbereich, Schaltpunkte, Relais-Verknüpfungen und Einschaltverzögerungen auf Ihre Anwendung abstimmen. Auch abweichende Stecker- oder Gehäuseanforderungen sind realisierbar. Kontaktieren Sie uns – wir prüfen die Machbarkeit und nennen Ihnen einen konkreten Zeitplan.

  • Das hängt von der Anwendung ab. Einachsige Sensoren messen die Neigung in einer Ebene – ausreichend z. B. für die reine Kippschutzüberwachung in Fahrtrichtung. Zweiachsige Sensoren erfassen zusätzlich die seitliche Neigung und eignen sich für Anwendungen, bei denen beide Ebenen relevant sind, etwa Kabinennivellierung oder Auslegerpositionierung. Die Baureihe N6 ist ein- und zweiachsig verfügbar, N7 nur zweiachsig.

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