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Trocken bleiben

Text: Martinus Menne für IPF Fotos: MrOrange002; IPF
Es gibt Anwendungen, da kommt alles auf einmal: Hitze und Nässe. Aber auch hier müssen Sensoren problemlos funktionieren. Speziell die Automobilhersteller benötigen Näherungsschalter, die solchen Gegebenheiten stand halten.

Die kathodische Tauchlackierung (KTL) ist ein elektrochemisches Verfahren, bei dem Werkstücke mit sehr hoher Qualität beschichtet werden. Nach der Beschichtung gelangen die Werkstücke in einen Einbrennofen. Ist hier keine Abtropfstation vorgelagert, verdampft die überschüssige Beschichtung im Ofen und erzeugt ein feucht-heißes Klima. Dieses stellt besondere Anforderungen an induktive Näherungsschalter im Ofen.

Dicht und temperaturbeständig

In der KTL-Anlage eines Automobilherstellers sollen induktive Näherungsschalter im Einbrennofen Positionen von beispielsweise einer Hubvorrichtung abfragen. Da sich aus systemtechnischen Gründen zwischen Tauchlackierung und Einbrennofen keine Abtropfstation integrieren lässt, gelangen beschichtete Teile unmittelbar in den Ofen. Dabei verdampfen Lackbestandteile wie Wasser oder Lösemittel schlagartig, schlagen sich als Kondensat an der Oberseite des Ofens nieder und tropfen dann auf die Anlagenkomponenten. Das bedeutet, dass die induktiven Näherungsschalter nicht nur extrem dicht sein müssen, damit kein Kondensat in sie eindringen kann, sondern darüber hinaus auch noch den hohen Temperaturen von bis zu+205°C im Ofen wiederstehen. Das Kondensat im Einbrennofen hat wesentlich höhere Kriecheigenschaften als Wasser, was eine Dichtigkeit der Sensoren weit jenseits von IP68 erfordert. Doch nicht nur in Punkto Dichtheit und Temperaturbeständigkeit kam keine Lösung von der Stange in Frage. Die Neuentwicklung von IPF Electronic durfte auch kein Silikon enthalten. Dieses Material wird im Lackierbereich nicht akzeptiert. Denn vom Silikon hervorgerufene Ausgasungen breiten sich außerhalb des Trockenofens aus und können sich auf noch unlackierte Bauteile legen. Diese mit Silikon benetzten Oberflächen nehmen dann keine Farbe an. Durch den Einsatz spezieller Dichtungen und Dichtungssysteme hat IPF einen absolut dichten und vollständig silikon-freien Hochtemperatursensor entwickelt, der nicht nur das Eindringen des Kondensats verhindert, sondern darüber hinaus mit seiner Temperaturbelastbarkeit von maximal +230°C den hohen Ofentemperaturen Paroli bieten kann. Mehr noch: Auch wenn der Brennofen abgeschaltet wird und sich hierbei seine Innentemperatur auf die Umgebungstemperatur der Halle absenkt, bleibt der Sensor dicht, obwohl das Abdichtungskonzept mit einer Temperaturänderung von rund 180°C belastet wird. Auf der Wunschliste des Automobilherstellers stand neben den speziellen Eigenschaften des Sensors auch eine Lösung, die bei mechanischer Beschädigung des Gerätes einen schnellen Austausch gewährleistet. Aus diesem Grund realisierte das Lüdenscheider Unternehmen ein steckbares System, das dennoch allen Ansprüchen hinsichtlich der hohen Dichtigkeit entspricht.

Variable Leitungslänge

Sensorsysteme in solch anspruchsvollen Applikationen sind in der Regel zweiteilig ausgeführt: Der Sensorkopf befindet sich an der Abfrageposition, also im Ofeninneren, und die Auswerteeinheit außerhalb des Einbrennofens. Bei herkömmlichen Lösungen ist die Leitungslänge zwischen Sensorkopf und Verstärker fix und lässt sich daher nicht ändern. Die Entwicklung von IPF verfügt hingegen über eine variable Leitungslänge, die selbst bei der Installation des Systems noch flexibel angepasst werden kann. Insgesamt 34 induktive Hochtemperatursensoren erfassen derzeit berührungslos in dem 40Meter langen Einbrennofen des Automobilherstellers metallische Objekte. Die Hochtemperatursensoren wurden als zylindrische Geräte mit M50-Gewinde umgesetzt, um den erforderlichen Schaltabstand von bis zu 25mm im Trockenofen zu gewährleisten.

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