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Industrielle Automation 2/2018

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Industrielle Automation 2/2018

HANNOVER MESSE

HANNOVER MESSE 2018 Keine Chance für Mikroben LIVE@ Ultraschallsensor mit trickreicher Verschraubung hält Reinigungsintervallen in der Lebensmittelindustrie stand Um den stetig steigenden Anforderungen an das Hygienic Design gerecht zu werden, kommen in der Lebensmittel- und Getränke- Industrie immer häufiger Ultraschallsensoren zum Einsatz. Sie erkennen Objekte berührungslos und verfügen über eine spezielle Kabelverschraubung. Diese ermöglicht nicht nur eine einfache Montage der Sensoren, sondern auch den hygienegerechten Einsatz. Melanie Harke, Marketing, microsonic GmbH in Dortmund; Bernd Müller, freier Journalist für U. I. Lapp GmbH In der Getränke- und Lebensmittelindustrie müssen Gebinde oder Behältnisse gezählt und positioniert, auf Förderbändern der Volumenstrom kontrolliert sowie in Schalen abgefüllte Lebensmittel auf korrekten Füllstand bzw. das Füllgut auf Vollständigkeit geprüft werden. Für diese Vorgänge sind Ultraschallsensoren geeignet, da sie alle Objekte unabhängig von Farbe und Transparenz erkennen. Sie arbeiten nach dem Fledermaus-Prinzip: Die Sensoren senden zyklisch einen kurzen Schallimpuls aus und messen die Zeit bis zum Eintreffen eines Echosignals. Mit der Schallgeschwindigkeit in Luft können sie aus der gemessenen Zeit zwischen Aussenden des Schallimpulses und Empfang des Echosignals die Entfernung zum Objekt oder die Füllhöhe berechnen. Bei Schallimpulsen jenseits von 20 kHz spricht man von Ultraschall. Für Menschen ist es unhörbar. Sensor-Design und -Material erfüllen erforderliche Kriterien Ein Anbieter für Ultraschallsensoren zur Abstandsmessung ist Microsonic. Die Sensoren kommen in vielen Industriezweigen zum Einsatz, z. B. in der Druckindustrie, wo sie der Füllstandmessung auf Farben und Lacken oder der Erfassung eines Wickeldurchmessers einer Papierrolle dienen. Mit den steigenden hygienischen Anforderungen der Lebensmittel- und Getränkeindustrie an die eingesetzten Maschinen und ihre technischen Komponenten sind Standardsensoren nur noch bedingt im produkt- berührenden Bereich geeignet. Diese Lücke schließen die pms Ultraschallsensoren von Microsonic, die nach den EHEDG-Richtlinien und aus FDA-geprüften Materialen konstruiert sind. Auffällig ist die Form des Edelstahlgehäuses aus 1.4404. Die Ingenieure haben eine Geometrie gewählt, bei der der Sensor in jeder Einbaulage keine seiner Fläche horizontal ausgerichtet hat. Selbst bei einer Füllstandmessung in einem Gefäß, bei dem er senkrecht nach unten misst, weist die Gehäuserückseite eine Schräge von ≥ 3° auf, sodass etwaige Reinigungsflüssigkeiten sicher abfließen können. Das glatte Sensorgehäuse hat keine Fugen oder Kanten, in die sich Lebensmittelrückstände oder Bakterien festsetzen könnten; der Edelstahl hat eine Rautiefe von Ra < 0,8 µm. Neben dem Sensordesign ist das Material ausschlaggebend. Der Ultraschallwandler 30 INDUSTRIELLE AUTOMATION 2/2018

ist durch eine PTFE-Folie geschützt und weist chemisch-aggressive Reinigungs- und Desinfektionsmittel ab. Der pms hat eine hohe Beständigkeit und ist Ecolab-zertifiziert. Mit vier Tastweiten decken die Ultraschallsensoren einen Messbereich von 20 mm bis 1,3 m ab. Sie sind mit einem Push-Pull-Schaltausgang und IO-Link in der Version 1.1 oder mit Analogausgang 0 - 10 V bzw. 4 - 20 mA verfügbar. Kabelverschraubung bietet festen Halt Anders als bei Standardsensoren ist bei einem hygienegerechten Sensordesign die Montage des Sensors an Verpackungs- oder Verarbeitungsmaschinen ebenso elementarer Bestandteil der Richtlinien des European Hygienic Engineering and Design Group (EHEDG). Auf der Suche nach einer hygienegerechten und einfachen Sensormontage ist man bei Lapp fündig geworden. Man habe zur Sensormontage einige Kabelverschraubungen ausprobiert, erinnert sich Melanie Harke, Leiterin Marketing bei Microsonic, „aber erst die Skintop Hygienic von Lapp hat unsere Anforderungen erfüllt“. Neuralgischer Punkt der Kombination aus Sensor und Verschraubung: die Verdrehfestigkeit. Denn der Sensor muss nach seiner Montage fest fixiert sein und darf sich bei Wartungsarbeiten oder automatischen Reinigungsvorgängen in seiner Befestigung nicht verdrehen. Dass die Skintop-Kabelverschraubung das Verdrehen so gut verhindert, liegt an der Konstruktion, der Geometrie der Einzelteile und deren Materialwahl. Herkömmliche Kabelverschraubungen enthalten ebenfalls eine Elastomer-Dichtung, bei Lapp wird aber bereits in der Entwicklungsphase darauf geachtet, alle zu installierenden Materialien für Kabel, Leitungen, Rohre bestmöglich zu fixieren und abzudichten. Bei der Wahl des Elastomers ist Know-how in Bezug auf geeignete Designs, Shore-Härten, Materialverdrängung und die resultierend erreichbare Haltekraft gefragt. All dies kann sich positiv auf den Verdrehschutz auswirken. Wenn sich das Elastomer um das Kabel bzw. im Fall von Microsonic um den Sensorschaft von 12 mm legt, verhindert es das Herausziehen und Verdrehen. 01 Das Edelstahlgehäuse ist so konstruiert, dass in jeder Einbaulage keine Fläche des Sensors horizontal ausgerichtet ist 02 Die Kabelverschraubung weist keine Ecken und Kanten auf und darf auch in der Produktzone bei der Lebensmittelverarbeitung eingesetzt werden Trickreich konstruiert Bei Skintop Hygienic ist die Elastomer-Dichtung zum Kabel länger, beim Zudrehen der Mutter wird Volumen entlang der Innenseite der Hutmutter verdrängt. Die Haltkraft ist höher, verhindert das Verdrehen und schließt Toträume zwischen Edelstahlrohr oder Kabel. Dahinter steckt eine trickreiche Konstruktion. Unter der Hutmutter verbirgt sich ein Kunststoffkorb mit biegsamen Lamellen. Die Hutmutter ist innen bis zum optimalen Wirkungsgrad abgeschrägt und drückt beim Zuschrauben diese Lamellen nach unten und innen, wo sie auf den Dichtring drücken. Das sorgt für eine gelenkte Materialverdrängung, hohe Haltekräfte und verhindert das Herausziehen des Kabels bzw. Sensors. Damit sich der glatte Kunststoff des Lamellenkorbs nicht im Edelstahlgehäuse verdreht, sind im Edelstahlsockel Vertiefungen, in die entsprechende Zapfen des Lamellenkorbs greifen. So verdrehen sich weder Korb noch Kabel oder Sensor. Einfach abtauchen Zudem sollen die Dichtungen der Kabelverschraubung das geschützte Abführen der elektrischen Anschlussleitung aus der Applikation und das Eindringen von Flüssigkeiten verhindern. Skintop Higienic ist nach IP69 dicht gegen Wasser sowie Partikel und besteht auch die Anforderungen nach IP68, wobei Kabel und Verschraubung in Wasser untergetaucht und unter 10 bar Druck gesetzt werden, was einer Wassertiefe von 100 m entspricht. Neben der Dichtung im Inneren besitzt Skintop Hygienic hierfür zwei weitere Dichtungen: da, wo die Kabelverschraubung am Gehäuse aufliegt, und unter der Hutmutter. Die Dichtung zum Gehäuse ist als Flachdichtung ausgeführt und nicht wie üblich als O-Ring, der auf oder in einer Phase des Gehäuses sitzt. In dieser Vertiefung könnten sich Lebensmittelreste festsetzen, die sich auch mit dem Hochdruckreiniger nicht entfernen lassen. Auch sonst bietet die Kabelverschraubung keine Angriffspunkte für Schmutz und Keime. Die Gleitdichtung unter der Hutmutter verschließt potenzielle Toträume. www.microsonic.de TechnologySpeziell. Innovative Infrared Könnte es sein, dass Sie sich auch für besonders schnelle, robuste, leichte, exakte, individuelle und günstige Gerätevarianten im Bereich von –50 °C bis +3000 °C interessieren? Oder für Infrarotkameras? Schauen Sie doch mal rein: www.optris.de Wie Sie es auch drehen und wenden: Mit unseren IR-Sensoren für die berührungslose Temperaturmessung können Sie sogar auf reflektierenden Flächen messen. 23.–27.04.2018 Besuchen Sie uns in Halle 11, Stand A56.

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