Ein einzelner Näherungsschalter ist innerhalb des gesamten Prozessablaufes eine relativ kleine, scheinbar unbedeutende Einheit. Im Vergleich zur Gesamtanlage fällt sie weder von ihrer Größe noch von ihrem Investitionsvolumen sonderlich ins Gewicht. Trotzdem sind Näherungsschalter ein unverzichtbarer Bestandteil eines automatisierten Fertigungsablaufes.
Berücksichtigt man, dass in einer Anlage durchaus einige hundert Näherungsschalter im Einsatz sein können, wird deutlich, dass ihre Funktionssicherheit eine Grundvoraussetzung für einen störungsfreien Prozessablauf und damit eine entsprechend hohe Anlagenverfügbarkeit ist. Diese Aussagen gelten für alle Bereiche und Branchen. Bei Applikationen in der Lebensmittel-industrie werden jedoch spezifische Anforderungen an Näherungsschalter gestellt.
Während ein Teil der Elektronik seinen Platz im Schaltschrank hat, gibt es andere Komponenten, die teilweise extremen Umgebungseinflüssen Stand halten müssen. Vor diesem Hintergrund spielen die Dichtheit der Sensoren und die verwendeten Werkstoffe eine wichtige Rolle. Denn: Bei den in der Branche üblichen Reinigungsprozessen kommen häufig Hochdruckreiniger und aggressive Reinigungsmittel zum Einsatz.
Zuverlässige Aussagen über das Verhalten der Sensoren unter realen Betriebsbedingungen liefern Feldtests und Laboruntersuchungen unter realitätsnahen Bedingungen. Diese Untersuchungen bieten zudem die Möglichkeit, die Testbedingungen über die tatsächlichen Praxisanforderungen hinaus zu verschärfen, um so eine höhere Sicherheitsreserve zu bekommen.
Die Näherungsschalter der Baureihe efector m werden bei der Schutzartprüfung auf IP 69k im Abstand von 100 bis 150 mm einem Wasserstrahl – er hat einen Druck von 80 bis 100 bar – ausgesetzt. Auf diese Weise wird die Dichtheit eines jeden Gerätes überprüft. Aussagen über die Beständigkeit der Geräte gegenüber chemischen Verbindungen wie Reinigungs- und Desinfektionsmitteln sind auf diesem Weg allerdings nicht möglich. Deshalb werden die efector-m-Näherungsschalter dem Henkel-Ecolab-Test unterzogen. Er belegt die chemische Beständigkeit der eingesetzten Werkstoffe. Neben Dichtheit und Resistenz gegenüber verschiedenen chemischen Substanzen spielt auch die Temperaturschockfestigkeit eine große Rolle. Ein außergewöhnlicher Testablauf schafft hier Sicherheit. Die Näherungsschalter werden zunächst eine Stunde in kochendes Wasser getaucht und danach in Eiswasser – eine extreme Belastung für Material und Elektronik. Selbst nach 50 solcher nacheinander ablaufenden Zyklen zeigen die Geräte der efector-m-Baureihe keine Funktionsstörungen.
In Hinblick auf die hohen hygienischen Ansprüche der Lebensmittelindustrie kommt auch den Gehäusewerkstoffen eine wesentliche Bedeutung zu: Ausschließlich für den Kontakt mit Lebensmitteln zugelassene Werkstoffe wie Edelstahl und bestimmte Kunstoffe kommen zum Einsatz. Bei der efector-m-Serie sind dies PEEK und V4A/316L.
Induktive Näherungsschalter arbeiten berührungslos und verschleißfrei. Wenn sie darüber hinaus noch einen erhöhten Schaltabstand haben und so montiert werden, dass dieser auch optimal genutzt werden kann, ist ein störungsfreier Betrieb über viele Jahre gesichert. Um diese optimale Montage zu gewährleisten, sind die efector-m-Sensoren mit einer optischen Einstellanzeige ausgestattet. LEDs zeigen den sicheren Einstellbereich bei Nutzung des größtmöglichen Schaltabstandes an. Während man bei der Montage von herkömmlichen Näherungsschaltern aus Sicherheits- und Zeitgründen die Sensoren einfach auf 50% des Nennschaltabstandes justiert, lassen sich mit der Einstellanzeige problemlos 80% realisieren. Im Vergleich zu Standardgeräten kann so in der Praxis ein bis zu 2,4facher Schaltabstand erzielt werden. Diese größere Distanz zwischen dem Sensor und dem zu erfassenden Objekt schafft zusätzliche Sicherheit gegen einen Ausfall durch mechanische Beschädigung des Schalters. Außerdem signalisiert die optische Anzeige, wenn der Sensor den sicheren Bereich verlässt. Auf diese Weise ist ein rechtzeitiges Eingreifen möglich, bevor es zu einem Ausfall des Sensors kommt.
Ein scheinbar unwesentliches Detail, nämlich das Typenschild, bereitete den Anwendern in der Vergangenheit häufig Probleme. Die häufigen und intensiven Reinigungsprozesse führten in der Regel dazu, dass sich die aufgeklebten Typenschilder vom Sensor gelöst haben. Die Folge: Im Servicefall war eine Identifizierung der Geräte nur mit erheblichem Aufwand möglich. Deshalb hat man sich bei den efector-m-Näherungsschaltern für eine andere Kennzeichnungsvariante entschieden. Ein Laser graviert die Typenbezeichnung und wichtige Kenndaten auf die Hülse des Sensors.
Die efector-m-Näherungsschalter bieten zwei Anschlussmöglichkeiten: Zum einen werden die Sensoren in der bekannten Drei-Leiter-DC-Technik angeboten. Daneben sind sie auch in einer 2/3-Leiter-Variante erhältlich. Bei letzterer stehen dem Anwender beide Anschlusstechniken wahlweise in einem Gerät zur Verfügung. Das bedeutet hohe Flexibilität bei wechselnden Anwendungen. Weiter positive Nebeneffekte sind eine reduzierte Typenvielfalt und eine vereinfachte Lagerhaltung.
Die elektrischen Anschlüsse der efector-m-Näherungsschalter sind als Steckverbindung ausgeführt, die Steckkontakte selbst sind grundsätzlich vergoldet. Die verwendeten Werkstoffe und die Anschlussleitungen entsprechen den Anforderungen der Lebensmittelindustrie.
Ein anderer wichtiger Aspekt ist die mechanische Befestigung der Geräte. Vom Hersteller mitgelieferte Befestigungseinrichtungen waren bisher eher selten, so dass die Anwender oft aufwändige Haltevorrichtungen entwickeln und anfertigen mussten. Anders die Situation bei den Näherungsschaltern der efector-m-Baureihe: ifm electronic bietet für diese Sensoren eine Reihe von vorgefertigten Komponenten an, die eine einfache und schnelle Montage ermöglichen. Speziell für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie sind diese Montagehalterungen auch in Edelstahl erhältlich. Sie sind so gestaltet, dass sie für alle induktiven und kapazitiven Näherungsschalter sowie für die optoelektronischen Sensoren von ifm eingesetzt werden können.
