Massedrucksensor bei erstarrter Schmelze ausbauen: Membran und Gewinde vor Beschädigung schützen

→ Produktkategorie: Montagezubehör für Druckaufnehmer

 

Ein Massedrucksensor lässt sich nach dem Abkühlen eines Extruders häufig nicht mehr ohne Weiteres aus der Einbaubohrung lösen. Kunststoffreste haften an der Prozessmembran, befinden sich in der Führungsbohrung oder haben sich im Bereich der Dichtfläche verfestigt. Wird der Sensor in diesem Zustand mit hoher Kraft herausgedreht, können Membran, Gewinde, Schaft oder flexible Kapillarverbindung dauerhaft beschädigt werden.

Besonders kritisch ist die sehr dünne frontbündige Prozessmembran. Sie darf weder mit einem Schraubendreher freigehebelt noch mit einer Drahtbürste, einem Messer oder einem Reinigungsbohrer bearbeitet werden. Selbst eine kleine Delle oder ein kaum sichtbarer Kratzer kann den Nullpunkt, die Linearität und die Lebensdauer des Sensors verändern.

Der sichere Ausbau beginnt deshalb nicht am Schraubenschlüssel, sondern mit einer kontrollierten Vorbereitung der Maschine. Der Prozess muss druckfrei sein, die Schmelze im Bereich der Messstelle ausreichend erweicht werden und das richtige Werkzeug muss am vorgesehenen Schlüsselflächenansatz verwendet werden.

Geeignete Sensoren finden Sie in der Kategorie Dynisco Massedrucksensoren. Reinigungswerkzeuge, Montagewerkzeuge und Prüfgeräte sind im Bereich Sensorzubehör, Werkzeuge und Druckkalibratoren zusammengefasst.

Warum sitzt ein Massedrucksensor nach dem Abkühlen fest?

Während des Betriebs liegt die Kunststoffschmelze an der frontbündigen Membran des Sensors an. Bei einer korrekt ausgeführten Messbohrung dichtet der Sensor an der vorgesehenen konischen beziehungsweise 45°-Dichtfläche ab. Das Gewinde dient hauptsächlich zur Befestigung und zur Erzeugung der notwendigen Anpresskraft.

Polymer kann den Ausbau trotzdem erschweren, wenn:

• die Schmelze an der Membran oder Sensorfront haftet,
• Material in eine beschädigte oder falsch ausgeführte Einbaubohrung gelangt,
• die Dichtfläche verschmutzt oder nicht konzentrisch gefertigt ist,
• das Sensorgewinde ohne geeigneten Hochtemperaturschutz montiert wurde,
• Gewinde durch zu hohes Anzugsmoment gefressen haben,
• korrosive oder abrasive Prozesse die Oberflächen beschädigt haben,
• der Sensor beim Einbau verkantet oder über Kreuz eingeschraubt wurde.

Beim Abkühlen schrumpft das Polymer. Haftet es an der Membran oder am vorderen Sensorschaft, kann es den Sensor regelrecht festhalten. Wird er nun herausgedreht, während die Masse noch hart ist, wirken erhebliche Zug- und Torsionskräfte auf die empfindliche Sensorfront.

Welche Schäden entstehen beim gewaltsamen Ausbau?

Massedrucksensoren besitzen je nach Bauform einen starren Schaft oder eine flexible Verbindung zwischen Prozessanschluss und Elektronikgehäuse. Beide Ausführungen dürfen nur über die dafür vorgesehene Schlüsselfläche montiert und demontiert werden.

Typische Schäden durch einen ungeeigneten Ausbau sind:

• abgerissene oder eingedrückte Prozessmembran,
• verbogener Sensorschaft,
• beschädigtes Außengewinde,
• zerstörte 45°-Dichtkante,
• verdrehte oder gebrochene Kapillarleitung,
• gelöste Verbindung zwischen Schaft und Gehäuse,
• dauerhafte Nullpunktverschiebung,
• Undichtigkeit beim späteren Wiedereinbau.

Ein Sensor kann äußerlich noch intakt erscheinen und dennoch mechanisch vorgeschädigt sein. Nach einem gewaltsamen Ausbau sollte er deshalb nicht ungeprüft wieder in Betrieb genommen werden.

Maschine sicher für den Ausbau vorbereiten

Vor allen Arbeiten muss die Maschine gegen unbeabsichtigtes Anlaufen gesichert werden. Der genaue Ablauf richtet sich nach der Maschine, dem Material und den betrieblichen Sicherheitsvorgaben.

Mindestens erforderlich sind:

1. Extruder, Schmelzepumpe oder Spritzgussanlage kontrolliert stoppen.
2. Materialförderung unterbrechen.
3. Prozessdruck vollständig abbauen und Druckfreiheit nachweisen.
4. Maschine gegen unbeabsichtigtes Einschalten und Druckaufbau sichern.
5. Heiße Oberflächen und austretende Schmelze berücksichtigen.
6. Geeignete persönliche Schutzausrüstung verwenden.
7. Elektrischen Anschluss des Sensors kennzeichnen und spannungsfrei trennen.

Eine Druckanzeige von 0 bar allein ist kein ausreichender Nachweis, wenn Kanäle verstopft oder Materialpfropfen eingeschlossen sein können. Die vorgesehene Entlastungs- und Spülprozedur des Maschinenherstellers ist einzuhalten.

Schmelze kontrolliert erwärmen und erweichen

Der Sensor sollte erst ausgebaut werden, wenn das Polymer im Bereich der Messbohrung weich beziehungsweise ausreichend aufgeschmolzen ist. Dazu wird die betreffende Heizzone kontrolliert auf eine für das Material geeignete Temperatur gebracht.

Die eingestellte Zylindertemperatur bedeutet nicht automatisch, dass die Schmelze unmittelbar an der Sensorfront bereits vollständig erweicht ist. Nach dem Erreichen des Sollwerts ist daher eine ausreichende Durchwärmzeit erforderlich.

Wichtig ist:

• Temperaturgrenzen von Sensor und Maschine einhalten,
• Materialabbau durch unnötig hohe Temperaturen vermeiden,
• keinen offenen Brenner und keine unkontrollierte Punktheizung verwenden,
• Elektronikgehäuse, Kabel und flexible Kapillare nicht überhitzen,
• vor dem Lösen erneut vollständige Druckfreiheit prüfen.

Bei temperaturempfindlichen, vernetzenden oder stark haftenden Kunststoffen muss das geeignete Verfahren mit Maschinen-, Material- und Sensorhersteller abgestimmt werden.

Massedrucksensor richtig herausschrauben

Zum Ausbau wird ein passender Schraubenschlüssel oder ein geeignetes Spezialwerkzeug an der vorgesehenen Sechskantfläche des Prozessanschlusses angesetzt.

Der Sensor wird langsam und ohne ruckartige Belastung gelöst. Dabei sind folgende Regeln wichtig:

• niemals am Elektronikgehäuse drehen,
• Stecker und Kabel nicht als Hebel verwenden,
• flexiblen Schaft oder Kapillare nicht verdrehen, ziehen oder knicken,
• keinen Schlagschrauber einsetzen,
• keine langen Hebelverlängerungen verwenden,
• Sensor beim Herausschrauben abstützen,
• heiße austretende Polymerreste berücksichtigen.

Nach den ersten Umdrehungen sollte sich der Sensor zunehmend leicht bewegen lassen. Bleibt das Drehmoment hoch oder steigt es erneut an, wird der Ausbau abgebrochen. Weiteres gewaltsames Drehen kann Gewinde und Sensorschaft abreißen.

Was tun, wenn sich der Sensor nicht lösen lässt?

Ein festsitzender Sensor darf nicht mit ständig steigender Kraft gelöst werden. Zunächst müssen mögliche Ursachen geprüft werden:

• Ist die Schmelze an der Sensorfront wirklich weich?
• Ist die Maschine vollständig druckfrei?
• Wurde der richtige Sechskant angesetzt?
• Ist das Gewinde durch Polymer, Korrosion oder Fressen blockiert?
• Wurde der Sensor beim Einbau überdreht?
• Ist der Schaft bereits verbogen?

Häufig hilft eine längere kontrollierte Durchwärmzeit. Der Sensor kann anschließend vorsichtig geringfügig in Löserichtung belastet werden. Lässt er sich weiterhin nicht bewegen, sollte die Messstelle beziehungsweise das betreffende Maschinenbauteil fachgerecht demontiert und in einer Werkstatt bearbeitet werden.

Der Versuch, die Sensorfront von innen mit einem Dorn herauszuschlagen, beschädigt fast immer die Membran. Auch Bohren, Fräsen oder Erwärmen mit offener Flamme direkt am eingebauten Sensor ist keine geeignete Servicemaßnahme.

Sensor und Membran schonend reinigen

Unmittelbar nach dem Ausbau ist das Polymer an der Sensorfront meist noch weich. Es kann vorsichtig mit einem sauberen, weichen und nicht abrasiven Tuch abgewischt werden.

An der Prozessmembran dürfen nicht verwendet werden:

• Drahtbürsten oder Schleifvlies,
• Messer, Schaber oder Schraubendreher,
• Bohrer oder Gewindewerkzeuge,
• Schleifscheiben oder Poliermaschinen,
• unkontrollierte chemische Reinigungsmittel,
• offene Flammen.

Hartnäckige dünne Rückstände sind häufig weniger schädlich als der Versuch, die Membran mechanisch vollständig blank zu reinigen. Reinigungsverfahren und Lösungsmittel dürfen nur eingesetzt werden, wenn sie für Sensor, Membranbeschichtung, Dichtwerkstoffe und Polymer ausdrücklich geeignet sind.

Das Sensorgewinde kann getrennt von der Membran mit einem geeigneten, nicht beschädigenden Verfahren gereinigt werden. Dabei darf kein Schmutz auf die Prozessmembran oder in den elektrischen Anschluss gelangen.

Einbaubohrung mit dem Reinigungswerkzeug säubern

Nach dem Ausbau bleibt häufig Polymer in der Einbaubohrung zurück. Die Bohrung muss gereinigt werden, bevor ein Sensor oder Schutzstopfen eingesetzt wird.

Ein Dynisco-Reinigungswerkzeugsatz enthält abhängig von der Ausführung unter anderem:

• Gewindereiniger beziehungsweise Gewindebohrer,
• Führungshülse,
• Reinigungsbohrer oder Dichtflächenfräser,
• Handgriff,
• Prüfbolzen,
• Tuschierfarbe zur Kontrolle der Dichtfläche.

Die Reinigung erfolgt vorzugsweise, solange das Polymer halb geschmolzen ist. Zuerst wird das Gewinde gereinigt. Anschließend wird das geführte Reinigungswerkzeug vorsichtig in der vorgesehenen Drehrichtung bewegt. Es darf nicht seitlich verkantet oder mit hoher Kraft hin- und hergehebelt werden.

Der Prüfbolzen zeigt, ob Führungsbohrung und Dichtfläche frei sind. Die Tuschierfarbe sollte ausschließlich an der vorgesehenen 45°-Dichtfläche gleichmäßig abgetragen werden. Kontakt an anderen Flächen kann auf Rückstände, eine falsche Tiefe oder eine fehlerhaft gefertigte Bohrung hinweisen.

Das Werkzeug dient zum Reinigen der Messbohrung, nicht zum Bearbeiten der Sensormembran.

Ausgebauten Sensor auf Schäden prüfen

Vor Lagerung oder Wiedereinbau wird der Sensor sorgfältig kontrolliert. Dabei sollten mindestens folgende Punkte bewertet werden:

• Membran frei von Dellen, Rissen und Kratzern,
• Dichtkante nicht gestaucht oder abgeschert,
• Gewinde ohne Fressspuren und Verformungen,
• Schaft gerade und ohne mechanische Beschädigung,
• flexible Kapillare ohne Knick, Quetschung oder Verdrehung,
• Stecker und Kabel unbeschädigt,
• keine austretende Füllflüssigkeit,
• Nullpunktsignal nach Temperaturstabilisierung plausibel.

Eine beschädigte Prozessmembran darf nicht gerichtet, geschliffen oder poliert werden. Bei sichtbarer Beschädigung, stark verändertem Nullpunkt oder auffälligem Shunt-Signal muss der Sensor fachgerecht geprüft beziehungsweise ersetzt werden.

Gewinde vorbereiten und Sensor wieder einbauen

Vor dem Wiedereinbau müssen Sensor und Einbaubohrung zur gleichen Gewinde- und Anschlussausführung gehören. Häufig verwendet werden beispielsweise 1/2″-20 UNF und M18 × 1,5. Ähnliche Gewindedurchmesser sind nicht automatisch kompatibel.

Der Wiedereinbau erfolgt in dieser Reihenfolge:

1. Einbaubohrung und Dichtfläche mit Prüfbolzen kontrollieren.
2. Sensorfront und Membran auf Beschädigung prüfen.
3. Herstellerfreigegebenes Hochtemperatur-Anti-Seize sparsam auf das Gewinde auftragen.
4. Dichtfläche und Membran frei von Paste und Schmutz halten.
5. Sensor von Hand mehrere Gewindegänge gerade einschrauben.
6. Sensor mit dem vorgeschriebenen Drehmoment an der Schlüsselfläche anziehen.
7. Kapillare und Kabel mechanisch spannungsfrei verlegen.
8. Elektrischen Anschluss und Pinbelegung prüfen.

Ein höheres Anzugsmoment verbessert die Abdichtung nicht beliebig. Es erhöht vielmehr die Gefahr von Gewindefressen, Schaftverformung und späteren Ausbauproblemen. Maßgeblich sind die Vorgaben für die konkrete Sensorserie und den verwendeten Prozessanschluss.

Nach dem Aufheizen und ausreichender thermischer Stabilisierung werden Nullpunkt, Shunt-Funktion und Messwert plausibilisiert. Ein Nullabgleich darf nur bei sicher druckfreiem Prozess erfolgen.

Sensor richtig lagern und transportieren

Die empfindliche Membran muss unmittelbar nach Reinigung und Abkühlung mit einer geeigneten Schutzkappe versehen werden. Der Sensor sollte trocken und so gelagert werden, dass keine Last auf Schaft, Gewinde oder Kapillarleitung wirkt.

Flexible Verbindungen dürfen nicht eng aufgewickelt, geknickt oder zum Tragen des Sensors verwendet werden. Elektrischer Stecker, Typenschild und Kalibrierdaten sollten während der Lagerung geschützt und eindeutig dem Sensor zugeordnet bleiben.

Typische Fehler beim Ausbau und Reinigen

Fehler	Mögliche Folge	Richtige Maßnahme
Sensor im kalten Zustand herausdrehen	Membran haftet am Polymer und reißt ab	Messstelle kontrolliert erwärmen und durchwärmen lassen
Am Gehäuse oder Stecker drehen	Innere Verbindung oder Kabel beschädigt	Nur die vorgesehene Schlüsselfläche verwenden
Langen Hebel oder Schlagschrauber einsetzen	Schaft, Gewinde oder Kapillare brechen	Bei ungewöhnlichem Widerstand Ausbau abbrechen
Membran mit Drahtbürste reinigen	Membran wird abgeschliffen oder verkratzt	Heiße Sensorfront nur mit weichem Tuch abwischen
Reinigungsbohrer an der Sensormembran verwenden	Unmittelbarer Totalschaden des Sensors	Werkzeug ausschließlich für die leere Einbaubohrung verwenden
Verschmutzte Bohrung wiederverwenden	Membran wird beim Einschrauben gequetscht	Gewinde, Führung und Dichtfläche vollständig kontrollieren
Zu viel Anti-Seize auftragen	Paste gelangt auf Dichtfläche oder in den Prozess	Nur dünn und ausschließlich auf freigegebene Gewindebereiche auftragen
Sensor mit überhöhtem Drehmoment montieren	Gewindefressen und spätere Ausbauprobleme	Vorgeschriebenes Anzugsmoment einhalten
Schutzkappe nicht verwenden	Membran wird bei Lagerung oder Transport beschädigt	Sensorfront unmittelbar nach dem Abkühlen schützen

Praxisbeispiel: Festsitzender Sensor am Extruderkopf

An einem Extruderkopf soll ein Massedrucksensor im Rahmen der Wartung gewechselt werden. Die Anlage wurde am Vortag abgestellt und ist vollständig abgekühlt. Beim ersten Ausbauversuch lässt sich der Sensor auch mit erhöhtem Kraftaufwand nicht bewegen.

Der Servicetechniker bricht den Versuch ab, anstatt den Hebel zu verlängern. Die elektrische Verbindung wird getrennt, die Messstelle kontrolliert aufgeheizt und nach Erreichen der Materialtemperatur ausreichend lange durchgewärmt. Anschließend wird erneut die Druckfreiheit geprüft.

Mit einem passenden Schlüssel an der Schlüsselfläche lässt sich der Sensor nun langsam lösen. Die noch weichen Polymerreste werden mit einem nicht abrasiven Tuch von der Spitze entfernt. Die Membran ist unbeschädigt, am Gewinde sind jedoch erste Fressspuren sichtbar.

Die leere Einbaubohrung wird mit dem Dynisco-Reinigungswerkzeugsatz gereinigt. Der Prüfbolzen zeigt zunächst Kontakt außerhalb der vorgesehenen Dichtfläche. Nach weiterer Reinigung liegt die Kontaktfläche gleichmäßig am 45°-Sitz.

Der Ersatzsensor wird mit einer dünnen Schicht freigegebenem Hochtemperatur-Anti-Seize am Gewinde und mit dem vorgeschriebenen Drehmoment montiert. Nach dem Aufheizen wird der warme Nullpunkt geprüft. Der kontrollierte Ablauf verhindert einen Sensorschaden und reduziert das Risiko, dass auch der neue Sensor beim Einbau beschädigt wird.

Welche Produkte und Werkzeuge eignen sich?

Dynisco Massedrucksensoren

Die Kategorie Dynisco Massedrucksensoren umfasst unterschiedliche Sensorserien für Extrusion, Spritzguss, Compoundierung und weitere Hochtemperaturanwendungen.

Bei der Auswahl müssen Druckbereich, Prozesstemperatur, Schaftlänge, Gewinde, Membranwerkstoff, Ausgangssignal und vorhandene Auswerteelektronik zusammenpassen.

Druckaufnehmer-Montagebohrung Reinigungswerkzeugsatz

Der Druckaufnehmer-Montagebohrung Reinigungswerkzeugsatz dient zum Entfernen von Polymerresten aus Gewinde, Führungsbohrung und 45°-Dichtfläche.

Der enthaltene Prüfbolzen ermöglicht eine Kontrolle, ob die Bohrung korrekt gereinigt und gefertigt ist. Je nach Ausführung stehen Werkzeuge für 1/2″-20 UNF, M18 × 1,5 und weitere Anschlussgrößen zur Verfügung.

Druckaufnehmer-Montagebohrung Werkzeugsatz

Der Druckaufnehmer-Montagebohrung Werkzeugsatz enthält die benötigten Bohrer, Reibahlen und Gewindewerkzeuge zur fachgerechten Herstellung einer neuen Sensorbohrung.

Reinigungswerkzeugsatz und Bearbeitungswerkzeugsatz erfüllen unterschiedliche Aufgaben: Der eine säubert eine vorhandene korrekte Bohrung, der andere dient zur geometrisch richtigen Herstellung beziehungsweise fachgerechten Nacharbeit.

Fazit: Einen festsitzenden Massedrucksensor niemals mit Gewalt lösen

Erstarrte Kunststoffschmelze kann einen Massedrucksensor so festhalten, dass beim kalten Ausbau erhebliche Kräfte auf Membran, Gewinde und Schaft wirken. Mehr Drehmoment ist in diesem Fall nicht die richtige Lösung.

Die Messstelle muss vollständig druckfrei sein und kontrolliert auf eine geeignete Materialtemperatur gebracht werden. Der Sensor wird ausschließlich an der vorgesehenen Schlüsselfläche gelöst. Gehäuse, Kabel und flexible Kapillare dürfen keine Torsionsbelastung aufnehmen.

Die Membran wird nur mit einem weichen, nicht abrasiven Tuch gereinigt. Bohrer, Gewindereiniger und Dichtflächenfräser gehören ausschließlich in die leere Montagebohrung. Vor dem Wiedereinbau werden Bohrung, Dichtfläche, Gewinde und Sensorzustand vollständig kontrolliert.

Ein sauberer Ausbau schützt nicht nur den vorhandenen Sensor. Er verhindert auch, dass eine verschmutzte oder beschädigte Einbaubohrung den Ersatzsensor bereits bei der Montage zerstört.

Häufige Fragen zum Ausbau von Massedrucksensoren

Kann ein Massedrucksensor aus einem kalten Extruder ausgebaut werden?

Davon ist in der Regel abzuraten. Erstarrtes Polymer kann an der Membran haften und sie beim Herausdrehen beschädigen oder abreißen. Die Messstelle sollte kontrolliert erwärmt werden, bis das Material ausreichend weich ist.

Wie erkenne ich, ob der Prozess wirklich druckfrei ist?

Die Anlage muss nach der vorgesehenen Maschinenprozedur entlastet und gegen erneuten Druckaufbau gesichert werden. Eine Anzeige von 0 bar allein reicht nicht aus, wenn verstopfte Kanäle oder eingeschlossene Materialpfropfen möglich sind.

Darf ich am Elektronikgehäuse drehen?

Nein. Der Schraubenschlüssel wird ausschließlich an der vorgesehenen Schlüsselfläche des Prozessanschlusses angesetzt. Drehen am Gehäuse kann innere Leitungen, Kapillare oder mechanische Verbindungen beschädigen.

Wie wird die Membran gereinigt?

Weiche Polymerreste können bei heißer Sensorfront vorsichtig mit einem weichen, nicht abrasiven Tuch entfernt werden. Schaber, Drahtbürsten, Messer und Schleifwerkzeuge dürfen die Membran nicht berühren.

Kann der Dynisco-Reinigungsbohrer für den Sensor verwendet werden?

Nein. Der Reinigungswerkzeugsatz ist ausschließlich für die leere Montagebohrung vorgesehen. Die dünne Prozessmembran würde durch das Werkzeug sofort beschädigt.

Was ist zu tun, wenn das Gewinde gefressen hat?

Der Ausbauversuch sollte abgebrochen werden, bevor Schaft oder Gewinde abreißen. Häufig muss das betreffende Maschinenbauteil ausgebaut und die Verbindung unter kontrollierten Werkstattbedingungen gelöst werden.

Soll Montagepaste verwendet werden?

Ein vom Hersteller freigegebenes Hochtemperatur-Anti-Seize kann dünn auf das Sensorgewinde aufgetragen werden. Dichtfläche, Membran und Prozessseite müssen frei von Paste bleiben. Die Vorgaben der jeweiligen Sensorserie sind maßgeblich.

Muss der Sensor nach dem Ausbau geprüft werden?

Ja. Membran, Gewinde, Dichtkante, Schaft, Kapillare und elektrischer Anschluss sollten kontrolliert werden. Nach dem Wiedereinbau sind bei stabiler Betriebstemperatur mindestens Nullpunkt und elektrische Prüffunktion zu plausibilisieren.