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Auf die eigene Messtechnik setzen – Füllstandmessung von Silikongel

Die Elektronikfertigung in Schiltach ist verantwortlich für das intelligente Innenleben der VEGA-Produkte

Die Elektronikfertigung in Schiltach ist verantwortlich für das intelligente Innenleben der VEGA-Produkte. Jährlich werden dort mehr als eine Millionen Leiterplatten für Sensoren und Auswertgeräte produziert. Ein Großteil davon landet in den Elektronikeinsätzen der Sensoren. Für eine lange Lebensdauer unter oft rauen Einsatzbedingungen werden diese zum Abschluss mit einem speziellen 2-Komponenten-Silikongel vergossen. Doch mit welcher Füllstand-Messtechnik in Vorratsfässern sichert man den kontinuierlichen Betrieb der Vergussmaschine? Ein klarer Fall für den Radarsensor VEGAPULS 64 mit 80 GHz-Technologie.

Silikongel-Vorratsfässer mit Radarsensoren VEGAPULS 64

Silikongel-Vorratsfässer mit Radarsensoren VEGAPULS 64.

Marcel Schrempp, Segmentleiter Elektronikfertigung, ist hochzufrieden mit den kompakten Radarsensoren. Messen sie doch äußerst zuverlässig den Füllstand in zwei 200 l-Vorratsfässern. Diese enthalten die flüssigen Komponenten der Vergussmasse mit dem klangvollen Namen Sylgard® 527, hergestellt von Dow Corning.

Eigentlich gehören sie zu den Füllgütern, die sich radartechnisch nur sehr ungern messen lassen: elektrisch nicht leitfähig und mit geringer Dielektrizitätszahl von nur 2,85. Genau diese Eigenschaften werden aber gebraucht, damit die fertige Vergussmasse im Elektronikbecher die hochintegrierte Elektronik vor Feuchtigkeit, Kriechströmen und Spannungsüberschlägen schützt.

Im täglichen Betrieb messen die Sensoren mit ihrem kleinen ¾“-Gewindeanschluss durch ein enges Adapterstück wie durch ein Schlüsselloch hindurch. Diese besondere Fokussierung bietet aktuell am Markt nur der VEGAPULS 64 - dank seiner hohen Sendefrequenz von 80 GHz. Der Messwert wird am Leitstand der Vergussmaschine visualisiert und informiert so den Bediener, wann er den Fasswechsel einplanen muss.

Dies ist selbstverständlich auch per Smartphone über die neue Bluetooth-Bedienung möglich.

Der Bildschirm der Maschinensteuerung zeigt die Vorratsfässer und Zwischenbehälter mit den aktuellen Füllständen

Der Bildschirm der Maschinensteuerung zeigt die Vorratsfässer und Zwischenbehälter mit den aktuellen Füllständen

Der Fasswechsel gestaltet sich denkbar einfach: Sensor aus dem Adapterstück nehmen, Adapterstück herausdrehen, leere Fässer mit Stopfen verschließen und zwei volle Fässer an den Entnahmeplatz stellen und Sensor wieder einsetzen. Vorbei die Zeiten, wo der Füllstand über kapazitive Sonden gemessen wurde! Das war zwar messtechnisch eine probate Lösung, aber die Sonden mussten bei jedem Fasswechsel erst elektrisch abgeklemmt, dann herausgeschraubt und mit der kompletten Länge aus dem Fass herausgezogen werden – ein vergleichsweise hoher Aufwand.

Zwischenbehälter mit zwei kapazitiven Messungen VEGACAL 63

Zwischenbehälter mit zwei kapazitiven Messungen VEGACAL 63

Doch nun zum Ablauf: wie kommt das Silikongel aus den Fässern in den Elektronikbecher? Eine Vakuumpumpe saugt mit einer Entnahmelanze von oben aus den Vorratsfässern genau die Menge, die gebraucht wird, um zwei kleinere Zwischenbehälter mit je etwa 36 l Inhalt wieder  aufzufüllen.

Befüllstation mit den beiden statischen Mischern in der Bildmitte. Der Druck wird über vier VEGABAR 17 gemessen

Befüllstation mit den beiden statischen Mischern in der Bildmitte. Der Druck wird über vier VEGABAR 17 gemessen

Auch diese Behälter sind füllstandüberwacht – mit fest eingebauten kapazitiven Messsonden VEGACAL 63. Die Entnahme aus diesen Behältern übernehmen zwei Exzenter-Schneckenpumpen, die auch den für die Befüllung erforderlichen Druck von ca. 3,5 bar aufbauen. Danach geht es über einen statischen Mischer und die Befülldüsen in den Elektronikbecher. Der statische Mischer ist nichts anderes als ein Rohrstück mit fest eingebauter Schnecke, durch die beiden Bestandteile gepresst und miteinander vermischt werden.

Die erforderliche Menge fließt zeitgesteuert in
30 … 60 s in die jeweilige Elektronik. An einem ganz normalen Arbeitstag laufen so an die 100 l durch, das bedeutet alle vier Tage einen Fasswechsel und bis zu 250.000 Befüllungen pro Jahr. Nur wenige Stunden nach dem Durchmischen härtet das Gel aus, um dauerhaft die gewünschte zähe Festigkeit zu bekommen. Genau die Eigenschaft, die die Sensor-Elektronik im harten Praxis-Einsatz vor Vibrationen schützt.


Das Beispiel zeigt, dass sich auch scheinbar gelöste Füllstand-Messaufgaben optimieren und viele neue erschließen lassen – so wie die mehr als 10.000 Anwendungen mit dem VEGAPULS 64 bei unseren Kunden.

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