In den 1970er Jahren hatte Zumbach sich auf die Kabelbranche und deren Bedarf an ebenso genauer wie einfacher Exzentrizitäts-Messung spezialisiert.

Bilder: Zumbach

Die optisch-magnetische Zentrizitätsmessung von LAN-Kabeln mit einem Gerät der Reihe Odex stellt heute die Spitzentechnik dar

Ex-Test für Mäntel und dicke Isolationen: Das Prinzip beruhte auf induktiver Dämpfungsmessung mit einem oder mehreren Messköpfen.

Die Inline-Messtechnik hat mittlerweile ein hohes Niveau erreicht.. Im Bild: induktive Leitervorwärmung.

Inline-Messung aufs µm genau

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Angefangen hat die Geschichte der Zumbach Electronic AG in Biel, dem Zentrum der Schweizer Uhren- und Präzisionsindustrie. Erste Produkte des Unternehmens waren maßgeschneiderte Steuerungen für Maschinen aller Art. Später folgte die Entwicklung regelbarer Antriebe und vibrationsarmer Motoren für Werkzeugmaschinenbauer in der Schweiz und im umliegenden Ausland. Die Technik hierzu basierte auf Thyratron-Röhren und später auf transistor-geregelten Ward Leonard-Umformern. Sie blieben jahrelang das Hauptprodukt, und die Firma wuchs kräftig. Gleichzeitig entstand immer mehr Konkurrenz und Preisdruck.
Anfang der 1970er Jahre entschied Firmengründer Bruno Zumbach, den Betrieb auf spezialisierte Produkte und den Weltmarkt auszurichten, insbesondere auf die Kabelbranche und deren Bedarf an genauer und einfacher Messung der Exzentrizität. So entstanden die Geräte Ex-Test 7 für Adern und Ex-Test 8 für Mäntel und dicke Isolationen. Das Prinzip beruhte auf induktiver Dämpfungsmessung mit einem oder mehreren Messköpfen. Die damalige Technik war durchwegs analog, es gab nur Potentiometer und Zeigergeräte für die Abweichung vom kalibrierten Istwert. Nullabgleich oder Nachkalibrierung gehörten damals zur täglichen Routine.
Mitte der 1970er Jahre war das Produktspektrum bereits angewachsen. Berührende und optische Durchmessergeräte, Sparktester, Kapazitätsmessgeräte für Telefonadern sowie berührungslose Ex-Test-Typen kamen hinzu. Die Anzeigen wurden zum Teil digital. Der Markt für Zumbach-Geräte war Ende des Jahrzehnts bereits international. In mehreren Staaten - auch in den USA – waren schon 1970 eigene Filialen und Produktionsstätten gegründet worden.

In den 1980er Jahren wurde das Programm ausgebaut. Dazu waren weitere Techniken nötig wie Laserscanning und Ultraschall für die Durchmesser- und Dickenmessung. Die Messdaten wurden jetzt mit Mikroprozessoren verarbeitet. Zunehmend wurden die Extrusionslinien automatisch geregelt - anfangs mit Totzeit-Reglern, später mit selbst-anpassenden Reglern. Auch entstanden Mehrsensoren-Systeme wie Vor-und-nach-dem-Extruder oder so genannte Warm-Kalt-Systeme für automatische Schrumpfkompensation. Für die Extrusion von Zellisolationen wurde das CDR-System (Kapazität- und Durchmesser-Regelung) entwickelt. Bereits mit diesen Systemen wurden Maßgenauigkeiten innerhalb 0,01 mm erreicht. Die Messdaten ließen sich mittels separaten Datenloggern speichern und dokumentieren.
Ende der 1990er Jahre übernahm Rainer Zumbach die Leitung der Firmengruppe. Er ist der heutige CEO. Der personelle Ausbau - auch bei den Auslandstöchtern - ging weiter. Räumliche Ansprüche mussten mit Erweiterungen und Neubauten erfüllt werden. Auch kamen weitere Messdisziplinen hinzu. Die Verarbeitung der Messdaten und die Vernetzung mit kundenseitigen Rechnern und Netzwerken gewann an Bedeutung. Im Bereich Sensorik entstanden das Röntgen-basierte Rayex-System für CV-Anlagen, die rotierenden Metrex-Geräte für die Zentrizitätsmessung und viele Odac-Lasergeräte für die Ovalitäts- und Durchmesser-Erfassung.
Ein völlig neues Feld war die Warmwalz-Technik. Auch hier gab es Bedarf für eine genaue und servicefreundliche Dimensions-Messung. So wurden Geräte mit geschützten und gekühlten Laserscannern konzipiert. Zur Aufdeckung von Fehlern wie Verdickungen, Pickel oder Blasen an Kabeladern und -Mänteln wurden optische Knotenwächter und das Kamera-basierte Vision-System Simac entwickelt. Außerdem wurde zunehmend gefordert, die Sensoren via Schnittstellen wie Profibus oder Ethernet direkt mit der zentralen Prozesssteuerung oder SPS kommunizieren zu lassen. So entstanden intelligente Sensoren mit eingebautem Prozessor für die Vorverarbeitung der Messdaten.

Zumbach entwickelte eine eigene Reihe von Usys-Rechnern, da die verfügbaren PCs auf dem Markt weder industriell und noch flexibel genug waren. Bis zu acht verschiedene Sensoren und mehrere Regelkreise konnten derart simultan bedient und visualisiert werden. Statistische Verarbeitung, Fast Fourier-Analysen oder kundenspezifische Software wurden zunehmend wichtig. Markant in dieser Epoche war der Trend, dass mehr Qualitätsdaten gespeichert, statistisch verarbeitet oder an kundenseitige Netze weitergegeben werden mussten. Heute ist dies eine Selbstverständlichkeit. „Total Connectivity” war seinerzeit ein typisches Stichwort. Bei Neuanlagen sollten alle Messwerte mit der anlageneigenen SPS verarbeitet und visualisiert werden, was hohe Flexibilität der Schnittstellen erforderte.
Zumbach liefert heute Messtechniken für die Kabelwerke selbst und für die Maschinenhersteller. Auch die Drahtindustrie im Bereich Stahl, Kupfer, Aluminium und Spezialdrähte ist zu einem großen Abnehmer geworden. Über 65 000 Laserköpfe für die Durchmessermessung wurden bis dato verkauft. Zusätzlich wurden Marktsegmente erschlossen im Bereich der Kunststoffe, Rohre und Profile sowie in der Stahlindustrie.
Die Inline-Messtechnik nebst Informatik hat ein hohes Niveau erreicht. Einige Beispiele, wo Zumbach dazu Pionierarbeit geleistet und hat:
– Induktive Zentrizitätsmessung mit statischen Sensoren
– Wanddicken- und Zentrizitätsmessung mit Ultraschall
– Kapazitätsmessung mit Aktivmessrohr
– dreiachsige Lasermessung zur Erfassung von Ovalität und Formabweichung allgemein
– optisch-magnetische Zentrizitätsmessung Odex für LAN-Kabel
– Fast-Scan-Laser-Messung
– Calibrated-Single-Scan-Technik (CSS)
– Profilvermessung mit Lichtschnitt-Technik für nicht-runde Spezialkabel oder Profile
– Usys-Rechner mit spezieller realtime Software und einfachster Bedienung
– Laser-Messköpfe mit Large-Field-Optik für extrem große Messbereiche
– Sektor-Wanddicken-Messung mit dynamischer Absolutwert-Erfassung.
Und die Entwicklung geht weiter. Bereits jetzt liegt die Präzision der Dimensionsmessung innerhalb 0,001 mm. Die Messraten für einen einzelnen Sensor gehen bis 5000 Scans/s. Die Bedienung und Visualisierung wird immer leichter und kompletter. Die Vernetzung ist total, der Zugang via Internet Standard.