2019 fielen in Deutschland pro Kopf 76 Kilogramm Kunststoffmüll an, die Hälfte davon Plastikverpackungen, die im Gelben Sack gesammelt werden. Ein Teil davon wird dem Rohstoffkreislauf wieder zugeführt. Ein aufwendiger Prozess aus Sortieren, Shreddern, Waschen und Aufschmelzen des sortenreinen Materials. Das geschmolzene Recyclat läuft anschließend durch Bandschmelzefilter, um letzte Verunreinigungen zu entfernen. „Nahezu 50 Prozent aller Abfälle aus dem Gelben Sack werden auf Bandschmelzefilter von BritAS gefiltert“, erklärt Heiko Henss, Chief Operating Officer bei BritAS Recycling. Das Hanauer Unternehmen entwickelt und baut Anlagen zur Filtration von Schmelzen aus Kunststoffabfällen wie beispielsweise die automatischen Bandschmelzefilter der Baureihe ABMF.

Die Bandschmelzefilter klären hochverschmutzte Abfälle aus dem Post-Consumer-Bereich und zeichnen sich durch einen niedrigen Schmelzeverlust sowie eine sehr feine Filtration aus. Dazu werden die geshredderten und gewaschenen Kunststoffabfälle in einem Extruder bei Temperaturen zwischen 200 °C und 380 °C aufgeschmolzen und von der Extruderschnecke in den Bandschmelzefilter befördert. Sobald der Filter einen vorgegebenen Verschmutzungsgrad erreicht hat, sperrt ein Ventil den Schmelzezufluss auf einen Schlag ab. Ein weiterer, zwischen Extruder und Ventil gelegener Kolben fährt langsam nach unten, gibt so einen Zwischenspeicher für die Schmelze frei und sichert damit den kontinuierlichen Schmelzefluss zwischen Ex­truder und Filter. Gleichzeitig bewegen sich am Filter zwei Kolben nach oben, um Klemmkeile, mit denen der Bandfilter an Ort und Stelle gehalten wird, zu lösen. Der verschmutzte Filterabschnitt wird weiter transportiert und die Keile klemmen den folgenden, sauberen Filterabschnitt wieder fest. Das Sperrventil öffnet sich und der Speicher entleert sich. Abhängig von Kunde, Material und Grad der Verschmutzung wird diese Bewegungsfolge alle zwei bis 45 Minuten ausgelöst. Die Kolben bewegen sich dabei mit einer Geschwindigkeit von 80 Millimetern pro 1,5 Sekunden. „Präzision ist bei diesem Ablauf nicht so entscheidend. Uns ist wichtig, dass die Kolben zuverlässig bis an ihre Endpunkte fahren“, erläutert Heiko Henss.
 

Positionserfassung mit magneto­striktiven Linearwegaufnehmern

Um dies sicherzustellen, setzt BritAS seit 2019 in den Kolben seiner Bandschmelzefilter berührungslose magnetostriktive Linearwegaufnehmer der Hyperwave-Baureihe von Gefran in Stabbauform mit einem Messbereich von 100 Millimetern ein. Die stabförmigen Sensoren aus Edelstahl eignen sich aufgrund ihrer Bauform ideal für den Einbau in Hydraulikzylinder. Sie bewähren sich bei Betriebsdrücken bis 350 bar und erfassen die Position des Kolbens in Echtzeit. Dies erfolgt durch die Wechselwirkung zweier Magnetfelder: Das erste Magnetfeld wird durch einen Stromimpuls entlang des gesamten Sensors erzeugt und interagiert mit dem zweiten, bestehend aus dem Positionsmagneten, der an der bewegten Achse befestigt ist. Die magnetostriktive Funktionsweise ohne mechanischen Kontakt macht das System nahezu verschleißfrei, reduziert damit die Ausfallzeiten und sorgt für eine fast unbegrenzte Lebensdauer.
Die analoge Schnittstelle der Wegaufnehmer ist mit verschiedenen Spannungs- und Strom-Ausgangssignalen verfügbar und stellt so eine einfache Installation und Anpassung an bestehende Systeme sicher. So auch bei BritAS. „Wir setzen Sensoren dieser Art schon immer in unseren Anlagen ein, nutzten jedoch bislang Wettbewerbsprodukte. Die Hyperwave-Wegaufnehmer von Gefran waren mit diesen Produkten kompatibel. Diese Austauschbarkeit war eine wichtige Voraussetzung für den Wechsel des Sensorlieferanten“, so Heiko Henss. Denn doppelte Lagerhaltung sollte auf jeden Fall vermieden werden. Gefran konnte die Sensoren in der passenden Baugröße und mit einem drehbaren Anschluss für den flexiblen und unkomplizierten Einbau liefern. Zudem gefiel das Design.

Heute verbaut BritAS die magnetostriktiven Linearwegaufnehmer der Hyperwave-Baureihe nicht nur in den Bandschmelzefiltern vom Typ ABMF, sondern ebenfalls in den kontinuierlichen Bolzensiebwechsler der Serie CMF, die hauptsächlich zum Reinigen von Schmelzen aus industriellen Kunststoffabfällen eingesetzt werden. Auch in den diskontinuierlichen Bolzensiebwechslern, die als reine Sicherheitsfilter verwendet werden, kommen die Gefran-Sensoren zum Einsatz.

Zwei Bauformen, drei Hubvarianten, 15-mal stärkeres Signal

Die Linearwegaufnehmer zeichnen sich durch eine 15-mal höhere Signalverstärkung als bei herkömmlichen Modellen aus und damit durch eine besonders hohe EMV-Störfestigkeit. Sie sind ausgesprochen widerstandsfähig gegenüber Vibrationen und mechanischen Stößen und eignen sich damit vor allem für den rauen Einsatz in Industrieumgebungen. Die magnetostriktiven Wegaufnehmer garantieren eine hohe Wiederholgenauigkeit und Messstabilität bei einem sehr geringen Nichtlinearitätsfehler und überzeugen auch bei Extremwerten besondere Zuverlässigkeit. In den Bandschmelzefiltern von BritAS sind vor allem ihre Temperaturbeständigkeit und das verlässliche Anfahren der Endlage gefragt. Neben der von BritAS verwendeten Stabbauform, bietet Gefran die berührungslos arbeitenden Sensoren auch in einer Profilbauform an, die direkt an der zu messenden Struktur montiert wird. In jeder Bauform – Stab- oder Profilausführung – stehen Messbereiche bis zu 4.000 Millimeter zur Verfügung.

BritAS verlässt sich auch in anderen Bereichen bereits seit vielen Jahren auf Sensoren von Gefran. So leiten unter anderem Massedruckmessumformer mit Perfomance Level ‚c‘ und sicherer Abschaltung den Siebwechsel nach einem vordefinierten Schmelzedruck ein. Temperaturfühler messen die Temperatur in den verschiedenen Zonen der Bandschmelzefilter und Drucksensoren erfassen kontinuierlich den Druck in den hydraulischen Kolben der Maschine. Zudem bezieht BritAS die Kabel für sämtliche Sensoren von Gefran.

Autor
Fabian Ehing, Sensor Sales Specialist