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Kunststoff-Sensor für Temperaturfenster von -50 bis 200 °C

| Redakteur: Benjamin Kirchbeck

Der Sensor- und Automatisierungsspezialisten Jumo befindet sich seit zehn Jahren stark im Aufwind. Nun hat Jumo einen Sensor aus Kunststoff vorgestellt und hofft damit auf zahlreiche Abnehmer aus der Autoindustrie.

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Designfreiheit: Die Temperaturfühler plastoSENS T von Jumo sind in nahezu jeder denkbaren Form möglich, wie das Computermodell zeigt.
Designfreiheit: Die Temperaturfühler plastoSENS T von Jumo sind in nahezu jeder denkbaren Form möglich, wie das Computermodell zeigt.
(Bild: Jumo)

Sensoren sind das Herzstück der vernetzten Industrie oder auch IIoT bekannt. Das zeigen auch die Umsatzzahlen des in Fulda beheimateten Sensor- und Automatisierungsspezialisten Jumo. So stieg der Umsatz von 2006 bis 2016 um 43 Prozent. „Das hat sich sehr positiv auf die Beschäftigungszahl des Unternehmens ausgewirkt.“, fasst es Michael Juchheim, geschäftsführender Gesellschafter der Jumo-Unternehmensgruppe zusammen.

Auch die Entwicklung des zurückliegenden Jahres war äußerst erfreulich: „Wir konnten im vergangenen Jahr mit rund 2.300 Mitarbeitern weltweit 220 Mio. Euro erwirtschaften.“ Die Exportquote des Unternehmens beträgt 50 Prozent. Zu den wichtigsten Märkten gehört China, wo es seit 1994 intensive Beziehungen gibt. Das internationale Wachstum nicht nur in Asien, sondern auch in Nord- und Südamerika hilft, Arbeitsplätze in Deutschland zu sichern.

Und Arbeitsplätze und Ausbildung sind Juchheim besonders wichtig. Aktuell bildet Jumo 120 junge Menschen aus. Sei es im gewerblich/technischen Umfeld oder im kaufmännischen Bereich. Auch Bachelor- und Masterstudenten helfen bei der Entwicklung mit. „Wir können auf die duale Ausbildung in Deutschland stolz sein“, fasste es Michael Juchheim zusammen.

Temperatur-Sensor aus Kunststoff

Und das die Entwicklung nicht stehen bleibt, beweist der Sensorspezialist Jumo gleich mit einer Premiere: einen Sensor aus Kunststoff. Mit dem „plastoSENS T“ präsentieren die Entwickler von Jumo ein neues Verfahren, einen Temperaturfühler herzustellen.

Dabei werden die Sensoren nicht wie bisher üblich, in einem Metallrohr vergossen, sondern im Spritzgussverfahren mit einem thermoplastischen Kunststoff ummantelt. Damit lässt sich ein Temperatursensor komplett in eine Kunststoff-Rohrleitung integrieren.

Aktuell sind ein Fühler mit einer Isolationsfestigkeit von 5 kV (bisher 2,5 kV) für den Einsatz in Transformatoren, ein vibrationsfester Einsteckfühler für Öle und ein wasser- und dampfdichter Fühler für Sterilisationsanwendungen in der Entwicklung.

Die Vorteile eines Kunststoffsensors

Der Temperaturfühler auf Kunststoffbasis ist für Umgebungstemperaturen von -50 bis 200 °C ausgelegt. Dank des Einsatzes der thermoplastischen Kunststoffe kann eine vergleichbare Wärmeleitfähigkeit wie bei Metall erzielt werden. Da die Beständigkeit vom verwendeten Kunststoff abhängt, kommen unterschiedliche Additive zum Einsatz. Mit ihnen lassen sich maßgeschneiderte Kunststoffe entwickeln.

Doch warum ein Sensor aus Kunststoff? Produktingenieur Alexander Dechant verweist auf die Möglichkeit, ein individuelles Design zu entwickeln. Doch auch die mögliche Einsatztemperatur, die Isolationsfestigkeit und eine Vibrationsfestigkeit bis 20g sprechen für Kunststoff.

Die Produkte des Typs „plastoSENS“ entstehen in enger Zusammenarbeit mit Kunden. Begonnen wird mit einer Machbarkeitsprüfung und einem Designvorschlag. Dann folgt die Konstruktion und Simulation der Temperaturfühler. Schließlich folgt der Bau der Spritzguss-Werkzeuge. Am Ende entsteht der Prototyp, der in die Serienproduktion überführt werden kann.

In der Entwicklung spielt Software mittlerweile eine entscheidende Rolle. So können sehr früh im Entwicklungsprozess das Ansprechverhalten und die Wärmeleitfähigkeit des geplanten Sensors simuliert werden. Doch Jumo denkt schon weiter: Neben der Temperatur sollen auch Druck, Füllstand oder der Durchfluss gemessen werden. Damit eröffnen sich auch neue Märkte. Dechant sieht Abnehmer im Automobilbau, der Medizintechnik oder der Lebensmittelindustrie. Dank des glasfaserverstärkten Kunststoffs sind die Temperatursensoren hoch zuverlässig.

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