Elektronikdruckschalter

Schutz bei hohen Belastungen

Auf der Basis der Silizium-auf-Saphir-Technologie (SoS) hat die Firma Suco Robert Scheuffele nun auch eine komplette Produktreihe von Elektronikdruckschaltern zur Serienreife gebracht. Wie schon in den bereits vorgestellten Drucktransmittern spielt die SoS-Technologie auch bei diesen Bauteilen wesentliche Vorteile aus – etwa eine hohe Überdrucksicherheit sowie einen überdurchschnittlichen Schutz vor Zerstörung bei typischerweise auftretenden Druckspitzen.

In speziellen Halbleiterprozessen wird eine Siliziumschicht (nicht gemeint ist Silikon, was im englischen Sprachgebrauch ab und zu verwechselt wird) atomar mit der Saphirstruktur verbunden und damit der Kern einer Druckmesszelle geschaffen. Durch weitere Prozessschritte wird dann die Siliziumschicht als Wheatstone-Messbrücke ausgebildet. Die Kombination von Saphir und Titan führt aufgrund der nahezu gleichen Ausdehnungskoeffizienten zu einer optimalen Materialkombination. Dies ermöglicht in einem weiten Temperaturbereich hochpräzise Messungen ohne die Notwendigkeit korrigierender Kompensationsmaßnahmen. Die harmonische Materialpaarung führt außerdem zu einer hohen Linearität des Messsignals, das praktisch frei von Hysterese ist. Somit werden mögliche Fehlerquellen in der Druckmessung eindeutig reduziert. Die Druckbeaufschlagung im elektronischen Druckschalter erzeugt eine mechanische Auslenkung der Messmembran. Diese verändert durch Streckung und Stauchung die Silizium-Messwiderstandswerte und erzeugt eine Brückenspannung, die in der angeschlossenen Elektronik linear in Ausgangssignale umgewandelt wird. Die kundenseitig vorgegebenen Schaltpunkte werden im Werk vorprogrammiert. Darüber hinaus lässt sich auch der Rückschaltpunkt sowie die Öffner- beziehungsweise Schließer-Funktion beliebig voreinstellen.

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Je nach gewünschter Betriebsart lässt sich der Druckschalter im Hysterese- oder Fenstermodus betreiben. Im Fenstermodus wird der Schaltausgang zwischen einem vordefinierten Druckbereich (oberer und unterer Schaltpunkt) aktiviert. Im Hysteresemodus wird der Schaltausgang bei Erreichen des oberen Schaltpunkts aktiviert. Bei Unterschreiten des Rückschaltpunkts (entspricht Hysterese) wird der Schaltausgang wieder zurückgesetzt. Für die vielfältigen Anwendungen in der Industrie hat der Hersteller für diese neue Baureihe einen oder zwei Schaltausgänge vorgesehen. Ebenso kann der Schaltausgang in PNP- oder NPN-Logik ausgeführt werden. Die in Edelstahlausführung vorgestellten elektronischen Druckschalter sind in zahlreichen Gewindevarianten verfügbar. Diese umfassen unter anderem G1/4, NPT und UNF Gewinde in zahlreichen Varianten sowie M10 und M14 Ausführungen. Abhängig vom jeweils verwendeten Stecker werden auf der elektrischen Anschlussseite Schutzklassen bis IP6K9K erreicht. Neben den üblichen Steckern wie DIN beziehungsweise M12 gibt es auch die in der Mobilhydraulik üblicherweise verwendeten AMP Superseal, Deutsch in 3- und 4-poliger Ausführung und Bayonett-Stecker.

Das Bissingener Unternehmen bietet die Kalibrierung individueller Druckbereiche für die Einstellung des Schaltpunkts an, das heißt, auch kundenspezifische Sonderdruckbereiche lassen sich programmieren. Als Standards sind vorgesehen 0 bis 10 bar, 0 bis 25 bar, 0 bis 100 bar, 0 bis 250 bar, 0 bis 600 bar.

Hohe Präzision der Schaltpunkte

Ein wichtiger technischer Vorteil ergibt sich aus der vierfachen Überdrucksicherheit bei achtfacher Berstdruckfestigkeit. Dies wurde auch bei den Suco-Transmittern der Serie 07XX realisiert und bietet gerade in Hydraulikanwendungen bei typischerweise auftretenden Druckspitzen überdurchschnittlichen Schutz vor Zerstörung. Ebenfalls getestet wurden hohe Druckänderungsraten von 5 bar/sec, wie sie häufig in der Mobilhydraulik vorkommen. Hier ergaben sich keine negativen Auswirkungen auf die Lebensdauer. Diese wird bei gleichbleibend hoher Präzision der Schaltpunkte mit zehn Millionen Schaltzyklen angegeben, wobei im kompensierten Temperaturbereich von -20 bis +80°C nur geringer Temperaturdrift (+/- 0,02%/K) entsteht. Die Schaltpunktgenauigkeit dieser neuen Produktgeneration liegt bei 0,5% full-scale (FS) und damit besser als viele Konkurrenzmodelle, die 0,5% bezogen auf Best-Fit-Straight-Line (BFSL) angeben. Durch die neue Produktbaureihe mit der Bezeichnung 053X (ein programmierbarer Schaltausgang) und 054X (zwei programmierbare Schaltausgänge) steht die SoS-Technologie nun komplett für die Drucküberwachung in Form elektronischer Druckschalter und Druckumwandler/Transmitter zur Verfügung. Besonders für Anwendungen mit hohen Belastungen wie Druckspitzen, Schock, Vibration oder hohe oder sehr niedrige Temperaturen sind diese neuen Drucküberwachungsgeräte vorgesehen. jg

Firmenjubiläum: 75 Jahre Suco Robert Scheuffele

Suco Robert Scheuffele feierte Ende September 2013 sein 75-jähriges Firmenjubiläum. Der Spezialist für Drucküberwachung und Antriebstechnik beschäftigt heute 200 Mitarbeiter in Deutschland, Frankreich, Wales und den USA. Robert Scheuffele gründete das Unternehmen im Jahr 1938.

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