Artikel SUCO

Die SUCO Druckschalter verfügen über eine Schutzisolierung der Schutzklasse 2 und sind für Versorgungsspannungen bis 250 V zugelassen.

Der Schaltpunkt während des Betriebs kann über eine Einstellschraube justiert werden. Mit einer Einbaugröße von nur 52 mm bei Schlüsselweite 27 stellen sie den derzeit kompaktesten explosionsgeschützten Druckschalter in seiner anspruchsvollen elektrischen Leistungsklasse dar. 

Druckbereiche

Die Membranausführung (Typ 0342) ist bei einer 6-fachen Überdrucksicherheit bis 300 bar in vier variablen Druckbereichen (0,3 - 50 bar) erhältlich. Die Kolbenausführung (Typ 0343) widersteht im Druckbereich 50 – 150 bar einem statischen Druck bis max. 600 bar.

Um mögliche Fehler beim Anschließen der Kontakte innerhalb des Ex-Bereiches auszuschließen, werden beide ATEX-Druckschalter bereits vollständig verkabelt und vergossen (IP65) in den Standard-Kabellängen 2 oder 5m angeboten.

Einsatz

• Chemie
• Pharmazie
• Papier-, Holzindustrie
• Energieerzeugung
• Fördertechnik
• Heizungs-, Lüftungs-, Klimatechnik  

Produktmerkmale

SUCO Drucktransmitter der Serie 0630 unterstützen das CANopen®-Protokoll (gemäß CiA DS-301) mit einer Datenübertragungsrate von bis zu 1 Mbit/s, das sich vor allem im Automotive-Bereich und der industriellen Automatisierungstechnik als Standard durchgesetzt hat. Die Serie 0631 basiert auf dem J1939-Protokoll (gemäß SAE J1939), das überwiegend in schweren Nutzfahrzeugen und mobilen Arbeitsmaschinen eingesetzt wird.

Die Drucktransmitter der Serie 063X sind für Druckbereiche von 0-1 bis 0-600 bar ausgelegt, vereinen dank ihrem robusten Edelstahlgehäuse 1.4301 / AISI 304 die vorteilhaften Materialeigenschaften analoger Transmitter mit den Vorzügen digitaler Übertragungstechnik. Die vollständig verschweißte Messzelle aus Edelstahl 1.4542 ist besonders korrosionsbeständig und gewährleistet eine problemlose Medienverträglichkeit bei Temperaturen von -40°C bis +125°C.

Die CAN-Bus Transmitter der Schutzart IP67 sind äußerst widerstandfähig gegenüber Stößen und Vibrationen, die gerade im Bereich mobiler Maschinen und Industrieanlagen zur Tagesordnung gehören. Weitere Alleinstellungsmerkmale sind eine außerordentliche Langzeitstabilität und Zuverlässigkeit bei einer Lebensdauer von bis zu 107 Pulsationen.

Derzeit bietet SUCO den CAN J1939-Drucktransmitter Typ 0631 als vorkonfigurierte Plug’n’Play-Version ab Werk an, die ohne größeren Aufwand direkt in das jeweilige System eingebaut werden kann. Der CANopen®-Transmitter Typ 0630 kann entweder mit vordefinierten Werten oder nach Kundenwunsch spezifiziert werden. In beiden Fällen können die Werte die nachträglich vom Kunden vor Ort mittels Software verändert.

Vorteile

Drucktransmitter mit CANopen®-Protokoll der Firma SUCO erweitern die Möglichkeiten analoger Transmitter um zahlreiche Funktionen, wie beispielsweise die Übertragung zusätzlicher Prozess- und Parameterdaten (Temperatur, Druckwerte in verschiedenen Datentypen, Fehlermeldungen, Betriebszustand, Zeitstempel) in Echtzeit oder die Einrichtung ereignisgesteuerter Datentransfers (Events).

Des Weiteren ermöglichen sowohl das CANopen®, als auch das J1939-Protokoll eine störungsfreie, serielle Datenübertragung, bei der Übertragungsfehler dank zahlreicher Kontrollmechanismen auf ein Minimum reduziert werden. Dank der integrierten Diagnosefunktion können Störsignale und Fehlerquellen schnell ausgeschlossen werden, was wiederum die Ausfallsicherheit des Systems erhöht.

In komplexen Systemen mit vielen Schnittstellen und langen Kabelstrecken können mit Hilfe eines CAN Bus-Netzwerks sowohl Material- als auch Montage und Wartungskosten verringert werden.

Anwendungen

Die neuen digitalen CAN-Bus Transmitter von SUCO können in einem breiten Anwendungsgebiet eingesetzt werden. Neben ihrem Ursprung in der Automobilbranche werden CAN-Systeme heute überwiegend in Spezial- und Nutzfahrzeugen (Bau-, Land- und Straßenmaschinen) sowie dem öffentlichen Nahverkehr (Straßen- und U-Bahnen) eingesetzt, um Komponenten wie Türsteuerungen, Anfahrt- und Bremsregulierung sowie sicherheitsrelevante Systemen wie Abstandskontrolle oder ABS zu steuern.

Die Vorteile des CAN-Buses in Bezug auf Platz- und Kostenersparnisse sowie eine flexible Erweiterbarkeit werden heute auch in der Luftfahrt und bei komplexen Marine-Anwendungen genutzt. Dank der fortschreitenden Digitalisierung haben sich CAN-Netzwerke ebenfalls in der Gebäude- und Automatisierungstechnik sowie der Medizintechnik etabliert.

Spezifikation

2015 wurde der erste USB-Drucktransmitter GS4200-USB© "Standard" unserer walisischen Tochterfirma ESI Technology entwickelt, das bereits zwei Jahre später um den leistungsstarken und hochpräzisen GD4200-USB© "Dynamic" erweitert wurde. Die USB-Druckumwandler der beliebten GenSpec-Baureihe erfreuen sich vor allem in der Prozess- und Prüftechnik großer Beliebtheit und werden weltweit in industriellen Anlagen, Testzentren und mobilen Maschinen verbaut.

Der GD4200-USB© basiert auf der patentierten SoS-Sensortechnologie, die in einem weiten Temperaturbereich von -50 °C bis +125 °C eine exzellente Langzeitstabilität und Genauigkeit von ±0,15% (BFSL) garantiert. Die voll-verschweißte Messzelle und der Druckanschluss sind aus einer Titanlegierung gefertigt, wodurch die Medien- und Temperaturverträglichkeit erhöht wird. Anwender können zwischen neun variablen Druckbereichen von -1 bar (Vakuum) bis 5,000 bar wählen.

Funktionen

Die im Lieferumfang enthaltene ESI-USB© Software ermöglicht das simultane Messen, Analysieren und Auswerten von bis zu 16 unabhängigen Messpunkten (bzw. Druckeingängen) mit einer Abtastrate von 1.000 Hz (bei 21-Bit Auflösung). Der GD4200-USB© kann dabei direkt über den USB Mini-B Anschluss an der USB-A Schnittstelle des PCs, Laptops oder Windows Tablets (kompatibel ab Win 8) angeschlossen werden.

Die Identifikation der verschiedenen Druckeingänge erfolgt automatisch und kann später individuell angepasst werden. Die Aufzeichnung der Druckmessung in Echtzeit kann in grafischer oder tabellarischer Form mit verschiedenen Druckeinheiten dargestellt und jederzeit markiert, pausiert oder exportiert werden – als Formate stehen die Formate Excel / PDF zu Verfügung. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, kundenspezifische Testzertifikate zu generieren und als Excel-, Word-, PDF-, oder CSV-Datei zu exportieren.

Dichtheitsprüfung

Weltweit werden mehrere Millionen Dichtheitsprüfungen an unterschiedlichen Systemen und Komponenten durchgeführt. Die sichere Identifikation von Leckagen, Rissen oder poröse Dichtungen innerhalb eines geschlossenen Systems ist ein komplexes Verfahren, bei dem zahlreiche Faktoren – wie z.B. Eignung der Messgeräte oder anwenderseitige Expertise und Handhabung – zu falschen oder zumindest unzuverlässigen Ergebnissen führen können.

Die ESI-USB© Software erkennt aufgrund der hohen Abtastrate bereits geringste Druckabfälle im Millibar-Bereich und garantiert dadurch höchste Genauigkeit und Zuverlässigkeit bei der Dichtheitsprüfung. Während einer laufenden Druckmessung können ab sofort Dauer und Toleranz (Abweichung vom durchschnittlichen Druckniveau) der Dichtheitsprüfung definiert und per Klick gestartet werden. Das Ergebnis wird im Anschluss an die Druckmessung in Form eines Popup-Fensters mit „PASS / FAIL“-Anzeige angezeigt.

Durch die Möglichkeit bis zu 16 Druckeingänge parallel auswerten und auf Dichtheit prüfen zu können, können die Durchlaufzeiten gewöhnlicher Testzyklen um ein Vielfaches reduziert werden. Durch die automatische Erstellung von Prüfberichten, Herstellerzertifikaten oder Konformitätserklärungen können zusätzliche Kosten durch den entfallenden Systemwechsel bzw. Arbeitsschritt gespart werden.

Die mechanischen SUCO Druckschalter mit integriertem Stecker haben sich in den letzten Jahren als feste Größe innerhalb der Fluid- und Hydraulikbranche etabliert. Neben den zahlreichen, kundenspezifischen Stecker- und Gewindeoptionen stellt vor allem die hohe IP-Schutzklasse (IP67 bis IP6K9K) einen Vorteil gegenüber konventionellen Druckschaltern dar.

Unter der Bezeichnung Druckschalter PLUS bietet SUCO bereits die 2. Generation integrierter Druckschalter an. Das PLUS steht für optionale, elektronische Zusatzfunktionen, die je nach Kunde oder Anwendung integriert werden können. Beispiele hierfür sind eine NAMUR-Diagnosefunktion, Schutzfunktion mittels Varistor, Heiß- oder Kaltleiter oder eine LED-Schaltzustandsanzeige.

In der Ausführung mit Widerstandsbeschaltung nach NAMUR bietet die PLUS-Serie eine zusätzliche Diagnosefunktion („Fail-safe“) mit Kurzschluss- und Kabelbrucherkennung an, die insbesondere für sicherheitskritische Systeme wie z. B. Bremsanlagen, hydrostatische Lenksysteme, Feuer-Löschsysteme oder automatisierte Regel- und Stellventile interessant ist.

SUCO Druckschalter PLUS NAMUR

Gemäß DIN EN 60947-5-6 (VDE 0660 Teil 212) wird als NAMUR ein Schaltkontakt mit zwei Widerständen bezeichnet, der als Öffner oder Schließer agieren kann. Die zusätzliche Beschaltung ermöglicht es, neben den Zuständen ein- (AN) und ausgeschaltet (AUS) zusätzlich auch einen Leitungsbruch oder Kurzschluss im Stromkreis abzufragen. Typische Stromschwellen nach NAMUR sind 1,2 mA für den Auszustand und 2,1 mA für den Einzustand.

SUCO Druckschalter PLUS NAMUR sind potentialfrei und werden direkt über den Messstromkreis (Betriebsstrom IB) gespeist. Die spannungsführenden Teilen sind galvanisch vom Gehäuse getrennt, es besteht keine elektrische Verbindung zwischen Schaltkontakt und Gehäuse. Durch die Widerstandsbeschaltung liegt am Ausgang des Druckschalters dauerhaft ein Strompegel an, unabhängig davon, ob der Kontakt betätigt oder nicht betätigt ist. Man spricht in diesem Zusammenhang auch vom Ruhestromprinzip.

Im Falle eines Leitungsbruchs oder abgezogenen Steckers wird der Stromkreis unterbrochen und tritt aus dem NAMUR-Bereich nach unten aus. Der Strom beträgt 0 mA bei einem unendlich großen Widerstandswert. Entsteht an der Leitung oder dem Stecker ein Kurzschluss, steigt die Stromstärke deutlich über den NAMUR-Bereich an, da sich im Stromkreis nur noch ein sehr kleiner Widerstand befindet.

Diese vier Stromwerte können nunmehr als vier verschiedene Schaltzustände über eine geeignete Auswerteeinheit ausgelesen werden. Für einen NAMUR-konformen Betrieb ist eine Betriebsspannung von 8,2 ±0,1 VDC vorzusehen. Die Realisierung der Stromschwelle von 1,2 mA wird mit einem Widerstand von 11 kΩ bei offenem Schaltkontakt erreicht. Wird der Schaltkontakt geschlossen, beträgt der resultierende Widerstand 1 kΩ, wodurch die Stromschwelle mit 2,1 mA sicher überschritten wird.

Fail-safe

Durch die besondere Beschaltung des SUCO Druckschalter PLUS NAMUR kann ein sogenanntes Fail-safe-System realisiert werden. Sobald die Auswerteeinheit am Ausgang einen Betriebs- bzw. Messstrom von 0 mA misst, geht das System in den sicheren Zustand „AUS“.

Gemäß DIN VDE 0660, Teil 209 bezeichnet Fail-safe (zu Dt.: signaltechnisch sicher) die Fähigkeit eines Systems, beim Auftreten eines Ausfalls im sicheren Zustand zu bleiben oder unmittelbar in einen anderen sicheren Zustand überzugehen. Nach der DIN VDE 0660, Teil 209 ist der gesicherte Zustand des Systems dann erreicht, wenn am Ausgangskontakt ein Ausschaltbefehl ansteht, d. h. der Steuerstromkreis unterbrochen ist.

Anwendungen

Drucküberwachungsgeräte für sicherheitsrelevante Anwendungen müssen zuverlässig arbeiten und nach den jeweils relevanten Richtlinien geprüft sein. Mechanische Druckschalter werden zu einem Großteil in sicherheitsrelevanten Industrieanwendungen (z. B. Prozessüberwachung, Verfahrens-technik) und in Systemen der Mobilhydraulik verbaut, die sicherheitskritische Funktionalitäten überwachen (z. B. hydraulische Lenk- oder Bremssysteme).

In beiden Fällen kann ein Ausfall des Systems oder eine Fehlfunktion gesundheitlichen oder finanziellen Schaden anrichten und im schlimmsten Falle lebensgefährlich für den Bediener einer Anlage / Maschine sein. Die Notwendigkeit einer sicheren und zuverlässigen Zustandsüberwachung hat daher höchste Priorität.

Plasma (griechisch: das Geformte) ist ein reaktives Gas, das aus freien, energiereichen Elektronen, Ionen und Neutralteilchen besteht. Der Anteil der geladenen Teilchen bestimmt die elektrische Leitfähigkeit des Plasmas. Da Plasma durch Energiezufuhr aus dem gasförmigen Zustand erzeugt werden kann, wird es auch als vierter Aggregatszustand, neben fest, flüssig und gasförmig bezeichnet.

Sauerstoffanwendungen

Im Umgang mit Sauerstoff (O2) sind bestimmte Sicherheits- und Unfallvermeidungsvorschriften zu beachten. Sauerstoff als Medium selbst ist nicht brennbar. In Verbindung mit einem brennbaren Stoff, wie beispielsweise Öl oder Fett kann es jedoch zu einer Selbstentzündung durch Reibungswärme, elektrostatische Entladung oder Funkenübersprung kommen. Bereits eine geringe Erhöhung des Sauerstoffanteils innerhalb eines Luft-Gas-Gemisches kann den Verbrennungsprozess (Temperatur und Geschwindigkeit) um ein Vielfaches beschleunigen.

Unter dem Aspekt der Qualitätssicherung achtet SUCO bei der Auswahl seiner Lieferanten auf die Bereitstellung öl- und fettfreier Einzelteile. Es kann produktions- und prozessseitig nicht ausgeschlossen werden, dass vereinzelt Kleinstmengen an Schmierölen oder Hautfetten auf einem Werkstück haften bleiben. Da im Umgang mit Sauerstoff bereits geringste Öl- oder Fettrückstände ausreichen, um einen Brand oder eine Explosion zu verursachen, empfiehlt SUCO, im Umgang mit Sauerstoff oder anderen entzündlichen Luft-Gas-Gemischen ausschließlich plasmagereinigte Druckschalter und Transmitter einzusetzen. 

Plasmagereinigt

Der Reinigungsprozess durch das  Plasmareinigungssystem in verschweißter Einzelverpackung stellt sicher, dass pro m² nicht mehr als 20 mg organischer Kohlenwasserstoff-Verbindungen nachweisbar sind. Der Reinheitsgrad von maximal 20 mg/m² entspricht der Stufe B in Anlehnung an ASTM G93-3:2004 (< 33 mg/m²) und wird regelmäßig durch ein DAkkS-akkreditiertes Institut überwacht.

Als Dichtungswerkstoff empfiehlt SUCO bei Sauerstoffanwendungen den Einsatz von EPDM-Dichtungen, die in einem Temperaturbereich von -30° bis +120°C eingesetzt werden können. Die Ausbrennsicherheit der EPDM-Dichtungen wurde durch das Bundesamt für Materialprüfung (BAM) in einem Prüfbericht bescheinigt.

LABS-frei

Unter dem Akronym LABS versteh man „lackbenetzungsstörende Substanzen“ wie beispielsweise Schmiermittel, Öle, Fette oder Silikone. Während des Lackierprozesses können LABS Kontaminationen und Beschichtungsfehler – sogenannte Krater – verursachen, und damit die Qualität, Langlebigkeit der Lackierung beeinträchtigen. Aus diesem Grund unterliegen die Lackierprozesse von Fahrzeug- und Motorenhersteller oftmals strengen Anforderungen.  

Durch eine längere Prozessdauer und die Verwendung von LABS-freien Handschuhen und PE-Beuteln kann durch das neue Plasmareinigungssystem von SUCO ebenfalls die Reinheitsstufe „Plasmagereinigt für LABS-freie Anwendungen“ und somit LABS-Konformität gemäß Einheitsblatt VDMA 24364 erreicht werden.

Neben unseren Kunden im Bereich der Mobilhydraulik und des Maschinen- und Anlagenbaus bedienen wir seit etlichen Jahren ebenfalls Kunden der Medizintechnik mit unseren Druckschaltern und Transmitter für anspruchsvolle und sicherheitsrelevante Anwendungen. Im Bereich der Medizintechnik spielt eine 100%ige Zuverlässigkeit und Funktionssicherheit der Geräte und Komponenten eine entscheidende Rolle. Neben gesetzlichen Vorgaben für Reinheit (öl-, fett- und silikonfrei) liegt der Anforderungsfokus hinsichtlich Ausfallsicherheit auf dem Einsatz redundanter Systeme (fail-safe).    

Unsere mechanischen und elektronischen Druck- und Vakuumschalter sowie Transmitter haben sich aufgrund der hohen Überdrucksicherheit (bis zu 4-fach), Robustheit und Langlebigkeit einen exzellenten Ruf erworben. Als Hersteller "Made in Germany" garantieren wir mit unserem Qualitätsversprechen, dass jedes einzelne Produkt vor der Inverkehrsbringung eine 3-stufigen Qualitäsprüfung durchläuft.

Im folgenden Blog-Beitrag möchten wir daher neben den medizintechnischen Anwendungen v.a. auf die vorteilhaften Produkteigenschaften unserer Komponenten eingehen.

Materialien und Zulassungen

Aufgrund der hohen Temperatur- und Korrisionsbeständigkeit werden innerhalb der Medizintechnik sehr häufig Druckschalter aus Edelstahl eingesetzt. Zu Überwachung von Trinkwasser oder wasserhaltigen Medien hat sich der Gehäusewerkstoff Messing (Nickel- und Schadstoffrei) als Standard in vielen Produkten der Medizintechnik etabliert.

Für Sauerstoff- und Wasseranwendungen empfiehlt SUCO ausschließlich die Verwendung der folgenden EPDM1)-Membrane:

• EPDM für allgemeine Anwendungen (u.a. Sauerstoff). Die Ausbrennsicherheit wurde durch die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) geprüft
• EPDM-TW ist für Trinkwasseranwendungen nach Elastomerleitlinie, WRAS, ACS und NSF 61 und der Verwendung in Medizin- und Pharma-Applikationen ausgelegt

Neben EPDM kommen v.a. die folgenden Membrane in der Medizintechnik zum Einsatz:

• FKM2) wurde im Zuge der Evaluation für Beatmungsgeräte erfolgreich auf Biokompatibilität (Leuchtbakteriumtest mit Vibrio fischeri) getestet
• FFKM erfüllt die höchste Elastomerklasse und wird aufgrund seiner extrem hohen Temperatur- und Medienresistenz v.a. in der Vakuumtechnik und Bioanalytik eingesetzt
• Silikon ist nach US-amerikanischer Zulassung der FDA (Food & Drug Administration) für Lebensmittel und pharmazeutische Anwendungen freigegeben

Medizinische Anwendungen

Anästhesie und Beatmungsgeräte

Beatmungsgeräte sind ein Oberbegriff für eine Vielzahl unterschiedlicher Ausführungen, darunter mobile Geräte für den Rettungsdienst, Heimbeatmungsgeräte oder stationäre Maschinen in Operationssälen. Auf Intensivstationen werden Beatmungsgeräte eingesetzt, um Patienten über längere Zeiträume zu beatmen. Die zur Behandlung von COVID-19 verwendeten Beatmungsgeräte gehören zur Klasse der Anästhesie- und Intensivbeatmungsgeräte.

Während einer Operation übernimmt ein Anästhesiegerät die Atemfunktion (Beatmung) des Patienten, da bei einer Vollnarkose der Atemtrieb des Patienten oft ausgesetzt ist. Dem Gasgemisch - bestehend aus Druckluft, Sauerstoff (O2) und Lachgas (N2O) - wird je nach Operation ein zusätzliches Schmerzmittel (Anästhetikum) beigeschmischt. Unsere Druckschalter überwachen die Sauerstoffzufuhr zwischen Gas-Steckdose / -anschluss und Beatmungsgerät. Im Umgang mit Sauerstoff empfehlen wir ausschließlich den Einsatz plasmagereinigter Druckschalter und Transmitter mit EPDM-Membran.

Desinfektions- und Reinigungssysteme

Desinfektions- und Reinigungssysteme werden in Krankenhäusern und Arztpraxen zur sterilen Reinigung von Instrumenten, Werkzeugen, Bestecken, Endoskopen sowie Klamotten und Schuhen verwendet. Die Systeme werden in unterschiedlichen Bauformen hergestellt, angefangen von kleinen Tischmaschinen für Zahnarztpraxen, bis hin zu Großgeräten in Krankenhäusern.

Die Maschinen arbeiten ähnlich einer Geschirrspühlmaschine mit sehr hohenTemperaturen und haben die Möglichkeit, spezielle Reinigungsflüssigkeiten und Desinfektionsmittel einzusetzen, um sowohl mechanische als auch biologische Verschmutzungen auf den Instrumenten sicher zu entfernen.

Autoklaven und Sterilisatoren

Autoklaven und Sterilisatoren erreichen die Abtötung aller vermehrungsfähigen Krankheitserreger durch Hitze mit Wasserdampf unter hohem Druck. Um den hohen Drücken zu widerstehen, werden die Kammern normalerweise tonnenförmig gebaut. In der Regel sterilisieren Autoklaven bei 134°C mit einer Haltezeit von ~5,5 Minuten. Die Anlagen werden zunächst evakuiert und anschließend mit Heißdampf befüllt. Diese Geräte sterilisieren mit Keimen und Viren verunreinigte Instrumente und Werkzeuge in Kombination mit vorgeschalteten Reinigungssystemen.

Sowohl bei Reinigungssystemen als auch bei Autoklaven übernehmen unsere Druckschalter die folgenden Funktionen:

• Überwachung des Türverschlusses: Während des Reinigungs- oder Sterilisationsprozesses überwacht ein Druckschalter den Druck im Innenraum der Prozesskammer, um ein ungewolltes Öffnes des Gerätes zu verhinden. 
• Überwachung der Wasserversorgung: Am Ende des Reinigungs- oder Sterilisationsprozesses überwacht ein Druckschalter die Wasserversorgung der Wasserringpumpe, welche die Prozesskammer evakuiert.

Gasversorgung medizinischer Geräte

In Krankenhäusern wird die Gas- und Medienversorgung normalerweise durch fest installierte Versorgungsleitungen gewährleistet. SUCO Druckschalter und Drucktransmitter werden sowohl bei der zentralen Gasbereitstellung zur Überwachung von Flaschendrücken als auch im Behandlungsraum unmittelbar hinter der Gassteckdose zur Überwachung medizinischer Geräte eingesetzt.

SUCO bietet für Sauerstoff (O2) geeignete Druckschalter auch für hohe Drücke an. Aufgrund der verbrennungsfördernden Wirkung von Sauerstoff unterliegen Produkte im Einsatz mit Sauerstoff besonderen Einschränkungen in der Materialauswahl sowie landesspezifischen Zulassungen und Handhabungsvorschriften. SUCO bietet für Sauerstoff bis 200 bar zugelassene und geprüfte Druckschalter. Eine Anwendung ist z. B. die Überwachung des Eingangsdrucks von Ozonanalysatoren in der Ozontherapie.

1) EPDM = Ethylen-Propylen-Dien-(Monomer) Kautschuk  2) FKM = Fluorkarbon-(Monomer) Kautschuk

SUCO vervollständigt damit sein Angebot an elektronischen Druckschaltern und Drucktransmittern, das mittlerweile vielfältige Technologien und Bauformen umfasst. Die Messzellen-Technologie basiert auf Dickschicht-Keramiksensoren, die je nach Dichtungsmaterial Temperaturen von -30° bis +125°C standhalten. Die leistungsstarke Elektronik konnte mittels Kleinstbauweise in das Edelstahl-Gehäuse eines mechanischen Druckschalters der Schlüsselweite 24 mit integrierter Steckverbindung verbaut werden. Die elektronischen Komponenten werden derzeit mit den marktüblichen Stecker-Varianten DEUTSCH, AMP Superseal, MP 12x1, DIN und Kabelanschluss angeboten und können je nach Bedarf im Werk oder vom Anwender vor Ort auf den gewünschten Schaltpunkt eingestellt werden.

Die Transmitter der „Performance“-Serie sind ebenfalls für Druckbereiche von 0 bis 250 bar vorgesehen und mit einem Ausgangssignal 0 - 10 V oder 4 - 20 mA erhältlich. Die technischen Varianten umfassen die oben genannten integrierten Stecker, das Edelstahlgehäuse und die gängigen Gewinde G 1/4 E bzw. NPT 1/4. Die „Performance“ Produkte können je nach Anwendungsbereich mit den Dichtungswerkstoffen NBR, EPDM oder FKM ausgeliefert werden.

Auf dem Weg zur Industrie 4.0 hat SUCO Robert Scheuffele in den letzten Jahren verstärkt in Montageautomaten der vollautomatisierten Produktion investiert, um durch die Sensor- und Robotertechnik größere Stückzahlen realisieren zu können. Dadurch entsteht einerseits ein sehr attraktives Preisniveau der elektronischen Druckschalter, andererseits können kundenspezifische Sonderlösungen schnell und bedarfsgerecht produziert werden. Die Druckschalter-Komponenten werden dabei während des gesamten Montageablaufs auf Reinheit, Dichtigkeit und Druckfestigkeit überprüft, wodurch eine konstant hohe Qualität sichergestellt werden kann.

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Die SIL-Berechnung soll den Ausfall von elektrischen, elektronischen und programmierbaren elektronischen Komponenten (E/E/PE-Systeme) durch zufällige Fehler quantifizieren.

Bei rein mechanischen Komponenten und Bauteilen wie unseren mechanischen Druckschaltern ist eine SIL Berechnung aufgrund der SIL-Definition nicht möglich.

Sicherheitsbetrachtung

Für mechanische Komponenten kann die EN ISO 13849-1:2008 Anhang C (Sicherheit von Maschinen - Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen) als Grundlage der Sicherheitsbetrachtung dienen.

Darauf basierend, geben wir für unsere mechanischen Druckschalter einen B10d-Wert mit 1 Millionen Schaltzyklen an, aus dem man den MTTFd-Wert ableiten kann.

Der MTTFd-Wert geht dann wiederum in die SIL-Berechnung des Gesamtsystems mit ein.

B10d und MTTFd

Konkret spezifiziert der B10d-Wert die Lebensdauer, bei der mit einer Wahrscheinlichkeit von 10 % mit Ausfällen gerechnet werden muss. Für die SUCO-Druckschalter gilt der B10d-Wert mit 1 Millionen Schaltzyklen mit den Randbedingungen bei Raumtemperatur für eine ohmsche Belastung und Ströme < 1 A und einer Druckanstiegsrate von <= 1000 bar/s im Rahmen der zulässigen Überdruckfestigkeit.

Die Angabe einer MTTFd-Zeit ist für mechanische Druckschalter nicht sinnvoll, denn die individuellen anwenderspezifischen Schaltbedingungen müssten dazu bekannt sein. Die MTTFd-Zeit lässt sich jedoch einfach aus dem B10d‑Wert wie folgt ermitteln:

.

B10d

———— = MTTFd

0,1 nop

.

nop = mittlere Anzahl jährlicher Schaltspiele

B10d = mittlere Anzahl Zyklen, bis 10% der Bauteile ausgefallen sind 

Mechanische Druckschalter

Nach DIN EN ISO 13849 können die meisten mechanischen Druckschalter von SUCO in sicherheitsbezogenen Teilen einer Steuerung eingesetzt werden. Diese Druckschalter wurden nach grundlegenden und bewährten Sicherheitsprinzipien entwickelt und hergestellt.

Das Konstruktionsprinzip der mechanischen SUCO Druckschalter SW24 Schließer (Bauform A) und Öffner (Bauform B) gemäß DIN EN 60947-5-1 (Einfachunterbrechung, Schaltglied mit zwei Anschlüssen) bzw. SW27 mit Wechslerkontakt (Bauform C) gemäß DIN EN 60947-5-1 (Einfachunterbrechung, Schaltglied mit drei Anschlüssen) wird als zwangsgeführt betrachtet.

Unsere Druckschalter SW 24 mit integriertem Stecker erfüllen die Voraussetzung der Bauform A, unsere Druckschalter mit Wechsler SW27 und SW30 erfüllen die Voraussetzung der Bauform C. 

Fail-safe

Als Maßnahme zur Beherrschung systematischer Ausfälle "Fail-Safe" hat der Anwender das Ruhestromprinzip zu berücksichtigen, d.h. der sichere Zustand ist jeweils der geschlossene Kontakt, unabhängig ob Schließer oder Öffner. Der Anwender hat abhängig von der zu überwachenden Funktion, das geeignete Kontaktsystem auszuwählen.

Die Serie Druckschalter PLUS nimmt dem Anwender einen Teil der Verantwortung ab, da die im Druckschalter integrierte NAMUR-Widerstandsbeschaltung das Ruhstromprinzip direkt umsetzt. Mit der NAMUR-Beschaltung können Kabelbruch (kein Strom) und auch Kurzschluss zwischen den Leitern (Strom zu groß) erkannt werden.

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SIL = Safety Integritiy Level (dt.: Sicherheitsanforderungsstufe)

MTTFd = Mean time to (dangerous) failure (dt.: Mittlere Betriebsdauer bis zum gefahrbringenden Ausfall)

Compound Drucktransmitter (+/-)

Der Referenzpunkt eines Compound-Drucktransmitters ist auf den Umgebungsdruck (atmosphärischer Druck) eingestellt. Die Messzelle im Innern enthält eine Entlüftungsbohrung, um atmosphärische Druckänderungen ausgleichen zu können. Seine flexible Membran ermöglicht ein lineares Ausgangssignal vom vollen Vakuum (-1 bar / -14,7 PSI) über den Nulldruck bis zum Endwert des positiven Messbereichs (= Überdruck).

Bsp.: Bei einem Ausgangssignal von 4 – 20 mA (offset zero) entsprechen 4 mA dem Vakuum (-1 bar) und 20 mA dem positiven Skalendruck (z.B. 10 bar).

Die Messgenauigkeit von sowohl Unter- als auch Überdruck ist auf niedrigere Druckbereiche beschränkt. Typischerweise werden Compound Drucktransducer für Druckmessungen von +1 bis +16 bar (230 PSI) oder weniger verwendet. Wird ein Compound-Druckmessumformer für deutlich höhere Druckbereiche verwendet, verringert sich die Genauigkeit, v.a. im Vakuumbereich.

Anwendungen

Compound-Drucktransmitter werden überwiegend in Systemen eingesetzt, in denen minimalste Druckunterschiede zwischen Überdruck und Vakuum sicher überwacht werden müssen. Hierzu zählen beispielweise Kompressoren (Dampfrückgewinnung + Gasverdichtung), Pumpen (Ansaugung + Entleerung), Dichtheitsprüfungen von unter Druck stehenden Leitungen, Prüfkammern in Labors und allgemeine Niederdruckmessungen.

Weitere typische Anwendungsgebiete von Compound-Drucktransmittern sind die Gebäudeklimatisierung und Kältetechnik (HLKK).

Während des normalen Betriebs misst der Compound-Druckmesswandler den Überdruck im System. In Falle einer anstehenden Wartung wird der Unterdruck gemessen, der durch den Sog beim Evakuieren des Systems entsteht.

Passende Lösungen

Unsere robusten Compound-Drucktransmitter SW22 aus 303 Edelstahl (1.4305) oder 316L Edelstahl (1.4404) wurden speziell für den Einsatz in anspruchsvollen Vakuum- und Sauerstoffanwendungen entwickelt. Die ölgefüllte Messzelle aus 316L Edelstahl ermöglicht eine hochpräzise Druckmessung unterschiedlichster Medien in einem breiten Temperaturbereich.

Aufgrund der überdurchschnittlichen Medienverträglichkeit und Langlebigkeit werden unsere Compound-Druckmesswandler neben der verarbeitenden Industrie ebenfalls in der Verfahrens- und Medizintechnik eingesetzt.

Neben dem Standard Compound-Druckbereich von -1 bis +1 bar (V01) sind weitere Druckbereiche auf Anfrage realisierbar.

Mechanische SUCO Druckschalter haben sich im Laufe der Jahrzehnte weltweit einen exzellenten Ruf erworben. Zu den Kunden zählen namhafte Hersteller aus den Bereichen Mobilhydraulik, Maschinen- und Anlagenbau, sowie der Medizin- und Prozesstechnik. SUCO Druckschalter „Made in Germany“ sind in allen Industriebereichen vertreten, in denen hydraulischer oder pneumatischer Druck zuverlässig und sicher gemessen, überwacht und geregelt werden muss.

Neben der Variantenvielfalt und Temperaturbeständigkeit (NBR-Membrane bis -40°C, FFKM bis +120 °C) zählen vor allem die Langlebigkeit und Überdrucksicherheit zu den herausragenden Merkmalen der mechanischen Druckschalter von SUCO.

Durch die kontinuierliche Optimierung und Kontrolle der Prozesse und Komponenten ist es SUCO gelungen, die bereits überdurchschnittlich hohe Überdruckfestigkeit der mechanischen Druckschalter noch deutlich zu steigern. Dies wurde nun im Rahmen eines dynamischen Druckwechseltest durch ein externes, unabhängiges Prüflabor bestätigt.

Getestet wurde eine repräsentative Auswahl an mechanischen Membran- und Kolbendruckschaltern. Basierend auf den Versuchsergebnissen ist festzustellen, dass bei allen getesteten Druckschaltern die überdurchschnittlich hohen Werte der Überdruckfestigkeit bestätigt werden konnten. Einige der getesteten Baureihen haben das gesamte Versuchsszenario mit insgesamt 1,5 Mio. Zyklen bei verschiedenen Druckstufen bis max. 720 bar ohne Ausfall absolviert. Basierend auf diesen Ergebnissen und den eigenen Messungen kann SUCO für einige Baureihen die Werte für die statische Überdruckfestigkeit noch weiter ausdehnen. Darüber hinaus wird SUCO zukünftig für die mechanischen Druckschalter SW24 und SW27 Werte für den statischen Berstdruck spezifizieren, welcher beachtliche Werte bis zu 1.000 bar erreicht.

Im Bereich der Fluidtechnik liegt der durchschnittliche Berstdruck ca. 20-30 % über der Überdrucksicherheit. Mit Berstdruckwerten von bis zum 1,75-fachen der Überdrucksicherheit liegt SUCO auch hier deutlich darüber. Dank dieser Verbesserung nähert sich die SUCO-Familie zielstrebig Ihrer Vision, sich als einer der führenden Lösungsanbieter im Bereich der Drucküberwachung und Antriebstechnik zu positionieren.