
Bei der Kunststoffextrusion erhöht die Messung des Schmelzedrucks die Maschinensicherheit durch ein frühzeitiges Erkennen von Überdrücken und das rechtzeitige Abschalten der Anlage. Gleichzeitig sorgen Überwachung und Regelung des Schmelzedrucks für eine gleichbleibend gute Produktqualität. Gemessen werden kann der Schmelzedruck mit füllmedienhaltigen sowie füllmedienfreien Massedrucksensoren.
Seit 22. Juli 2017 gilt die EU-Richtlinie 2011/65/EU – kurz RoHS II. Diese Rechtsvorschrift, die in Deutschland durch die „Verordnung zur Beschränkung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten“ umgesetzt wird, untersagt u.a. die Verwendung quecksilberhaltiger Massedrucksensoren in der Kunststoffextrusion. Zugleich fordern die Maschinenrichtlinie sowie die überarbeitete Extruder-Norm (EN 1114-1) die regelmäßige Überprüfung und Aktualisierung des Gefährdungspotentials bestehender Anlagen unter Berücksichtigung des Stands der Technik.
Obwohl es – wie immer – Ausnahmen von der Regel gibt, ist es daher angeraten, bei Umrüstungen und Neuanlagen auf quecksilberfreie Sensoren mit Überdruckabschaltung nach PL „c“ zu setzen.

NaK-gefüllte Sensoren wie unsere Massedrucksensoren der Serie K eignen sich dank ihrer Einsatzfähigkeit bis zu einer Temperatur von 538 °C optimal als Ersatz für quecksilbergefüllte Sensoren. In den meisten Anwendungen ist die Umstellung auf NaK-Sensoren einfach zu handhaben, da sich die Sensoren praktisch gleich verhalten. Aufgrund der Reaktionsanfälligkeit von NaK mit Wasser und Luft ist es aus Sicherheitsgründen jedoch nicht möglich, diese Sensoren in Ex-Zonen einzusetzen.
In Ex-Zonen verwendet werden dürfen dagegen unsere füllmedienfreien IMPACT-Sensoren. Sie nutzen die piezoresistive Druckmesstechnik. Bereits 10 bis 15 Prozent aller Extrusionsanwendungen sind mit dieser zukunftsweisenden Technologie ausgerüstet. Die IMPACT-Sensoren bieten besondere Vorteile bei kritischen Kunststoffen oder Montagestellen (z.B. PET oder Polycarbonat), bei denen es gelegentlich oder öfters zu Membranrissen durch den Prozess kommt. Dafür sorgt die Kontaktmembran des Messelements, die mit einer Stärke von 1,5 mm bis zu 15-mal dicker ist, als die Membran herkömmlicher Schmelzesensoren. Selbst anhaftende erkaltete Kunststoffe können sie nicht schädigen. Gleichzeitig schützt eine spezielle Verschleißschutzbeschichtung vor einem Abschmirgeln der Membran durch abrasive Füllstoffe.
Das Messelement des IMPACT ist ein Mikro-Elektro-Mechanisches-System (MEMS). Ein quadratischer Siliziumchip trägt Membran und Messelement. Die Messung selbst übernimmt eine in SOI-Technik (Silicon on Insulator) aufgebaute Wheatstone’sche Messbrücke. Der Chip verfügt über eine Isolationsschicht und eignet sich für eine Dauertemperatur von 350°C.
Sowohl die NaK-gefüllte Sensoren der Serie K als auch die füllmedienfreien Sensoren der Reihe IMPACT sind mit PL „c“ Zertifizierung lieferbar. Verschiedene sicherheitskritische Zustände wie beispielsweise die Brückenspannung, die Funktion der Vorverstärkerstufe, die Temperatur im Verstärkergehäuse oder die Versorgungsspannung werden über einen Relaiskontakt im Sensor überwacht.
| Sensoraufbau | Füllmedium DMS |
Füllmedium DMS |
Füllmedium DMS |
Füllmedium, DMS |
IMPACT piezoresistiv |
| Füllmedium | Quecksilber | Öl mit FDA-Zulassung | NaK (Natrium-Kalium) | Galinstan® | Ohne |
| Max. Temperatur | 400 °C | 315 °C | 538°C | 300°C | 350 °C |
| Marktübliche Signale mA/V/ mV | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| Einsatz in Pharma- u. Lebensmittelindustrie |
✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| Messbereiche | 0-17 / 0-2000 bar | 0-35 / 0-1000 bar | 0-17 / 0-1000 bar | 0-35 / 0-1000 bar | 0-10 / 0-3000 bar |
| Garantie für prozessbedingte Membranschäden | Nein | Nein | Nein | Nein | ✓ (3 Jahre) |
| Membranstärke | 0,1 mm | 0,1 mm | 0,1 mm | 0,1 mm | druckabhängig bis 1,5 mm |
Für Anwender deren Gerätefunktion nur mit quecksilberhaltigen Sensoren sichergestellt oder bei deren Geräten ein solcher Sensor nur durch denselben Sensortyp ersetzt werden kann, bieten wir mit unserer Serie M weiterhin quecksilberhaltige Massedrucksensoren an.
Diese Sensoren der Serie sind jedoch gemäß EU-Richtlinie 2011/65/EU ausdrücklich nur für den Einsatz in ortsfesten Großanlagen, in ortsfesten industriellen Großwerkzeugen oder in Geräten, die ausschließlich zu Zwecken der Forschung und Entwicklung entworfen wurden und nur auf zwischenbetrieblicher Ebene bereitgestellt werden, erhältlich.
GEFRAN Deutschland GmbH ist die deutsche Niederlassung der GEFRAN S.p.a.-Gruppe. Als weltweit agierendes Unternehmen für die Entwicklung und Produktion von industrieller Mess- & Regeltechnik und Prozessüberwachung entwickelt und produziert GEFRAN Sensoren, Automatisierungssysteme, elektronische Komponenten sowie Antriebe für verschiedenste industrielle Märkte. GEFRAN ist seit 1998 an der Mailänder Börse notiert und seit 2001 Mitglied des STAR-Segments. GEFRAN beschäftigt mehr als 750 gut ausgebildete und erfahrene Mitarbeiter und ist mit 11 Produktionsstandorten, 13 Niederlassungen und über 80 autorisierten Distributoren weltweit präsent.

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