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DER KONSTRUKTEUR 3/2018

DER KONSTRUKTEUR 3/2018

HYGIENIC DESIGN NACH

HYGIENIC DESIGN NACH UNDICHT KOMMT KAPUTT SPECIAL Lebensmittel- und Pharmaproduktion stellen auch Winkelsensoren vor besonders hohe Anforderungen. Selbst der beste Sensor versagt hier, wenn das Gehäuse nicht langzeitdicht ist. Winkelsensoren werden in Hygiene-Anwendungen wie Lebensmittelverarbeitungsmaschinen eingesetzt, um Winkelpositionen von Maschinenkomponenten zu erfassen und zu überwachen. Die meisten magnetischen Winkelsensoren funktionieren über magnetische Kopplung und bestehen aus einem Chip-integrierten Multi-Hall Sensor in einem Gehäuse, der das magnetische Feld eines externen Positionsmagneten detektieren kann. In Hygiene-Anwendungen sind diese Sensoren typischerweise harten Umweltbedingungen ausgesetzt, wie Feuchte, dem Einsatz aggressiver Flüssigkeiten und Temperaturschwankungen. Daher hängt die Lebensdauer eines Winkelsensors in diesen Anwendungen im Allgemeinen nicht von der Lebensdauer der Elektronik ab, sondern davon, wie lange der Sensor, das heißt sein Gehäuse, dicht ist. Sobald die Gehäuseversiegelung des Sensors versagt, kann Feuchtigkeit in Form von Flüssigkeit oder Dampf in die Sensorelektronik eindringen und Korrosion verursachen. Dies kann zur Fehlfunktion des Sensors und letztendlich zur Zerstörung der Sensorelektronik führen. Diese Art des Sensorversagens wird nicht durch die üblichen Produktqualitäts- bzw. Zuverlässigkeitsstandards wie z. B. SIL, PL, MTBF beschrieben. VERSIEGELUNG DES SENSORGEHÄUSES In der Vergangenheit setzten Sensorhersteller viele verschiedene Techniken ein, um Winkelsensoren zu versiegeln. So wurden z. B. zwei Gehäuseteile mit einer Dichtung verschraubt oder man setzte Klebstoffe ein, um Gehäuseteile zusammenzuhalten. Eine weitere Versiegelungstechnik bestand darin, die Sensorelektronik mit einer Kunststoffmasse zu vergießen, die in einfacheren Fällen das umgebende Gehäuse ersetzen kann. Im Allgemeinen ist jedoch ein zusätzliches robustes Gehäuse erforderlich. Nachdem traditionelle Abdichtungstechnologien im Langzeiteinsatz keine zufriedenstellenden Ergebnisse liefern, setzten sich Ingenieure der ASM Automation Sensorik Messtechnik GmbH zum Ziel, ein Winkelsensorgehäuse mit hermetischer Versiegelung zu konstruieren, sodass jeglicher Austausch von Luft und Feuchte unterbunden und die Elektronik langfristig geschützt ist. Entwickelt wurden ein Edelstahlgehäuse und ein Edelstahldeckel, die mit einer speziellen Laserschweißtechnik zusammengefügt werden. Um sicherzustellen, dass die Platine innerhalb des Gehäuses und die mechanische Struktur des Sensors keinen Schaden nehmen, kommt ein spezielles Laserschweißverfahren zur Anwendung. Das Sensorgehäuse wurde unter Berücksichtigung des CNC-Prozesses konstruiert, um jeglichen Temperatureinfluss während der Herstellung zu vermeiden. HERMETISCH DICHTE EDELSTAHLSENSOREN Das komplette Gehäuse besteht aus nicht-magnetischem 1.4404 Edelstahl, sodass der Hall-Sensor das Magnetfeld ungehindert detektieren kann. Aus diesem Edelstahlgehäuse führt ein M12-Stecker oder ein freies Kabel, welches zusätzlich einen Längswasserschutz aufweist, heraus. Beide Versionen weisen eine Dichtigkeit von IP69K auf. Posirot magnetische Winkelsensoren mit laser-geschweißten Edelstahlgehäusen (PRAS6, PRAS7) sind für Anwendungen unter rauen Umweltbedingungen wie in der Lebensmittel- und Pharmaproduktion ausgelegt. Posirot PRAS7 hat ein spezielles Design, um eine leichte, hygienegerechte Reinigung zu ermöglichen. Für begrenzte Einbauräume, wie Scharniere, eignet sich Posirot PRAS1 im Stift-Design. Für einen dauerhaften Unterwassereinsatz ist Posirot PRAS4 ausgelegt. Der Messbereich der Posirot Winkelsensoren von ASM beträgt 0° bis 360°. Die Sensoren sind mit digital absoluten (SSI, CANopen und SAE J1939), digitale inkrementalen und analogen Ausgängen verfügbar. Die Standardlinearität beträgt +/-0,3 % für analoge und +/-1 % für digitale Sensoren. Bild: ASM www.asm-sensor.com 50 DER KONSTRUKTEUR 3/2018

PANEL-PC WIDERSTEHT AUCH DEM HOCHDRUCKREINIGER Schubert System Elektronik hat für ein Kundenprojekt einen Multitouch-Panel-PC aus der IPC-Reihe Prime Cube entwickelt, der die hohe Schutzart IP69K erfüllt und damit ideal für Anwendungen im Lebensmittelbereich geeignet ist. Um die Schutzart IP69K zu erfüllen, muss das Gehäuse rundum so dicht sein, dass es auch der Reinigung mit einem Hochdruck- bzw. Dampfstrahler problemlos widersteht. Neben der hohen Schutzart kommt es in hygienesensitiven Anwendungen aber auch darauf an, dass das Gehäuse hygienegerecht konstruiert ist. Ziel ist es, dass sich Produktrückstände und Verschmutzungen entweder nicht festsetzen können oder leicht entfernen lassen. Dazu hat der Panel-PC etwa antibakterielle und leicht zu reinigende Oberflächen sowie ein Gehäuse-Design ohne Kanten. Das Gehäuse besteht aus einer Edelstahlwanne, mit der sich die hohen Hygieneanforderungen optimal erfüllen lassen. Eine weitere Anforderung im Lebensmittelbereich ist die frontseitige Splitterschutzfolie, die verhindert, dass bei einem Bruch des Frontglases Glassplitter in die Lebensmittel gelangen können. In dem hygienegerechten Prime-Cube-Panel-PC sorgt ein Intel Skylake Core i5 CPU der 6. Generation für die benötigte, zukunftssichere hohe Rechenleistung. Die verwendeten langzeitverfügbaren Industriekomponenten garantieren laut Anbieter hohe Robustheit und Langlebigkeit des Systems. Beim Systemdesign wurde komplett auf mechanisch bewegliche Komponenten verzichtet. Ein durchgängiges Kühlkonzept führt die entstehende Wärme über die Oberfläche des Edelstahlgehäuses ab. Der Panel-PC hat an der Geräte-Rückseite eine VESA-Halterung sowie eine Anbindung an das Rittal-Tragarmsystem, die eine flexible Befestigung erlauben. Hygienisch muss sie sein! www.schubert-system-elektronik.de IO-LINK-MASTER VERBINDEN INTELLIGENTE SENSORIK LIVE@ Extra für die Lebensmittelindustrie hat IFM Electronic IP69K-Feldmodule mit vier oder acht IO-Link-Ports und voller V1.1-Funktionalität entwickelt. Die dezentralen IO-Link-Master dienen als Gateway zwischen intelligenten IO-Link-Sensoren und dem Feldbus. Master und Device sind mit der Software LR Device bequem konfigurierbar. Auf Wunsch schickt der integrierte LR Agent Embedded die Prozesswerte direkt, ohne Umwege über die SPS, an ERP-Systeme. Einfach ist zudem der Sensoranschluss über Standard-M12-Verbindungsleitungen. Die intuitive Software LR Device findet alle IO-Link-Master im Netzwerk und erstellt eine Übersicht über die gesamte Anlage. Dazu werden alle angeschlossenen Sensoren mit den jeweiligen Parametern dargestellt. Somit ist eine Parametrierung aller Sensoren im System von zentraler Stelle aus möglich. Besonders für den Einsatz direkt in Nassbereichen der Lebensmittelindustrie wurde ein spezieller Gehäusewerkstoff entwickelt, der die hohe Dichtigkeit nach IP69K bietet. Die halogen- und silikonfreien Werkstoffe und Produktionsverfahren sind identisch mit denen der IFM-Verbindungsleitungen der bewährten Produktreihe Ecolink EVF. Der Spezialist für industrielle Kabelverschraubungen und Kabelkanäle www.ifm.com HYGIENISCHE, LEICHTLÄUFIGE STEHLAGER LIVE@ Ein kugelgelagertes Stehlager, das die Hygiene-Anforderungen der Lebensmittel- und Verpackungsindustrie erfüllt, ist Xiros von Igus. Es besteht aus dem FDA-konformen Hochleistungskunststoff Xirodur B180. Damit ist es deutlich leichter als metallische Lösungen. Die Lager sorgen an Rollenförderern oder Transportförderern auch bei schweren Belastungen dafür, dass sich die Wellen leichtgängig drehen. Der Einsatz von Schmiermitteln bei der Wartung kostet Zeit und erfüllt nicht die hygienischen Anforderungen. Die Kunststoff-Stehlager sind eine schmiermittelfreie Lösung mit FDA-konformen Komponenten. Durch den Werkstoff und die verbauten Edelstahlkugeln ist es besonders leichtläufig und zudem korrosionsbeständig. Dank gleicher Abmessungen der Lochabstände können bestehende metallische Lager leicht umgerüstet werden. Die Stehlager sind spülbar und eignen sich für Umgebungen bis 80 °C. Es hält bis zu 50 kg bei bis zu 850 min -1 stand. www.igus.de blueglobe CLEAN ® Plus Optimale Hygieneverschraubung mit EHEDG-Zulassung www.pflitsch.de

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