Kostenefffiziente Kombination

Der Trockenlufttrockner ist für eine schonende und intensive Trocknung der 14 verschiedenen, hygroskopischen Granulate ausgelegt. (Bildquelle: alle Werner Koch Maschinenbau)

„Wir fertigen in erster Linie technische Kunststoffteile, hauptsächlich Scheinwerfergehäuse und Scheinwerferteile, wobei wir immer darauf achten, die Qualität zu sichern, die unsere Kunden als selbstverständlich voraussetzen.“ sagt Gerald Ullrich, technischer Geschäftsführer der Plasttechnik Hohleborn Gesellschaft technischen Spritzguß, Floh-Seligenthal, und umreißt den angesprochenen Begriff „Qualität“ mit perfekter Optik, mechanischer Funktionalität und thermischer Resistenz. Rund 70% des Umsatzes erwirtschaftet das Unternehmen mit Scheinwerferteilen. Den Rest decken technische Teile für Kunden jenseits der Automobilbranche ab. Die Automobilteile gehen an Zulieferer wie Automotive Lighting, Veritas, Truck-Lite, die selbst wiederum die Montagestandorte der Automobilhersteller wie Daimler, BMW und Opel beliefern.

Auf 13 Spritzgießautomaten mit Schließkräften zwischen 35 und 1.000 kN werden Formteile mit einem Gewicht von 0,3 bis 900 g gefertigt. Dazu stehen insgesamt 1.800 qm Produktionsfläche und fast 1.400 qm angrenzende Lagerfläche zur Verfügung. Für Teile mit Hochglanzoberflächen und  technischen Funktionsteile werden vor allem Polycarbonattypen sowie Polypropylene beziehungsweise Hochtemperaturwerkstoffe verarbeitet – mit einem Jahresverbrauch von 500 Tonnen – Tendenz steigend.

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Das Bühnenlayout des Trockenlufttrockners

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Der auf einer speziellen Bühne installierte Granulattrockner trocknet hygroskopische Materialien mit maximal 1.100 m³/h Trockenluft.

Leistungsfähige Materialversorgung

Aufgrund der wachsenden Funktionalität der Produkte sowie der Notwendigkeit, Baugruppen aus Anbauteilen fertigzustellen, wurde die Fertigung zunehmend komplex. Um hier kosteneffizient produzieren zu können, ist eine eine automatisierte Materialversorgung Voraussetzung. Im Zuge einer grundlegenden Erweiterung des Unternehmens wurde eine neue Zentralförderanlage mit integrierter Anlage zur Vortrocknung für das hygroskopische Rohmaterial vom Peripheriehersteller Werner Koch Maschinentechnik, Ispringen, konzipiert und installiert. Die Investition umfasste eine energieeffiziente Trocknungsanlage mit Taupunkt- und Koch-Öko-Anlagensteuerung, Förderleitungen aus Edelstahl und Spezialglas, Vakuumerzeuger, Materialverteiler und zentrale Steuerung sowie bedarfsgerechte Förderabscheider für die Spritzgießmaschinen.

Für die Versorgung der Spritzgießmaschinen mit Rohmaterial wurden mehrere Kilometer Edelstahlleitungen für Material und Vakuum verlegt. Umlenkungen im Förderstrang sind dabei mit sanft geschwungenen Bögen aus Spezialglas ausgeführt. Diese bieten den harten Granulatkörnchen nur sehr wenig Aufprallfläche beim Richtungswechsel und minimieren so den Verschleiß der Anlage. Das zur Saugförderung nötige Zentralvakuum erzeugen Drehkolben-Vakuumpumpen, die über Koch Sa3 Sicherheitsfilter mit dem System verbunden sind. Für eine saubere Materialversorgung und um die Pumpen zu schützen, reinigen diese Sicherheitsfilter die eingesetzte Förderluft von Staub- und Fremdpartikeln bis zu einer Größe von 2µm ab. Die eingesetzte Vliesfilterpatrone wiederum, wird automatisch über einen Drehflügel abgeblasen. Vorteilhaft ist, dass für die vollständige Filterabreinigung nur sehr wenig Druckluft benötigt wird. Die Material-Förderabscheider auf den Spritzgießmaschinen trennen das Rohmaterial und transportierende Förderluft voneinander. Nach jedem Förderzyklus werden die materialführenden Leitungen über speziell entwickelte Ventile leergesaugt.

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Zum Schutz der Vakuumpumpen reinigen Sicherheitsfilter die Förderluft.

Hohe Qualität, mehr Schutz, weniger Energie

„Ohne exakte Vortrocknung keine Hochglanzoberfläche.“ Ist das pragmatische Fazit von Michael Ullrich, technischer Leiter bei Plasttechnik Hohleborn. Das Vortrocknen der zum Teil stark hygroskopischen Materialien ist aber auch wichtig, um neben der Hochglanzoptik auch die Bruchfestigkeit der Funktionsteile von Scheinwerferbaugruppen zu garantieren. Der installierte Trockenlufttrockner vom Typ CKT 1100 ist für die besonders schonende und intensive Trocknung des zur Verarbeitung bestimmten Materials ausgelegt. Zur Bereitstellung wechselnder Abrufmengen versorgt der Trockner eine Gesamtkapazität von 3.200 Liter Trocknungsvolumen mit 1.100 m³ Trockenluft pro Minute – verteilt auf 14 sehr große Trocknungsbehälter mit jeweils 100, 400 oder 600 Liter Volumen. Die Trockenlufttechnik arbeitet dabei mit getrennten Kreisläufen zur Trocknung und Regenerierung. Durch die Taupunktsteuerung wird die trocknende, durch die Behälter fließende Luft in einem optimierten Taupunktbereich zwischen -60 und -30 °C gehalten. Bei Unterschreitung der Grenzwerte schaltet die Steuerung automatisch von Trocknen auf Regenerieren um und leitet die aus den Behältern kommende, gesättigte Trockenluft zum Entfeuchten über ein frisches Trockenmittel. Das Granulat wird so punktgenau auf die zur Verarbeitung notwendige Restfeuchte getrocknet. Ein Übertrocknen sowie  das thermische Schädigen des Granulats werden mit der zusätzlich installierten Anlagensteuerung vermieden. Wird bereits getrocknetes Material nicht entnommen, schaltet die patentierte Anlagensteuerung den Behälter automatisch ab. Das heißt, er wird komplett aus dem Trocknungskreislauf genommen und erst wieder zugeschaltet, wenn entweder die Innentemperatur oder der Füllstand durch Materialentnahme sinkt.

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Förderabscheider, trennen das angesaugte Rohmaterial von der Förderluft.

Neben dem Schutz vor Übertrocknung hat die Steuerung den Vorteil, dass Energie für Trocknung und Vorhaltung nur aufgewendet wird, wenn Granulat benötigt wird. Um dabei das Gesamtsystem nicht mit dem vollen, verfügbaren Niveau an Trockenluft zu versorgen, drosseln frequenzgeregelte Gebläse die Versorgung und stellen die nötige Luftmenge nur bedarfsgerecht zur Verfügung. Der Energieverbrauch der Gebläse nimmt dabei überproportional ab. Taupunktsteuerung, Anlagensteuerung und Frequenzregelung bewirken, dass sich im Trocknungsprozess bis zu 50 Prozent Energie gegenüber herkömmlichen Trocknungssystemen, sparen lassen.

Eine Herausforderung während der Erweiterungsphase bestand darin, die Trocknungsanlage den räumlichen Bedingungen so anzupassen, dass der vorhandene Raum effektiv genutzt wird. So wurden Trockner und Behälter auf einer speziell konstruierten Bühne platziert, während ein Teil des Materials darunter bereitgestellt und von dort direkt in die Behälter gefördert wird. Über das große Touch-Panel der Steuerung am Trockner können alle Parameter eingegeben, überwacht, und die Trocknungsverläufe aufgezeichnet werden. Im Zuge des Umbaus wurde die Steuerung der Förderabscheider zum Befüllen der Trocknungsbehälter zusätzlich in die Steuerung des Trockners integriert. So wurde es möglich auf dem Touch Panel zwischen der Steuerung der Trocknung und der Befüllung der Behälter umzuschalten. Ein zusätzlich installiertes Touch-Panel im Kellergeschoss gibt dem Bediener schon bei der Materialbereitstellung dort einen umfassenden Überblick über den Stand der Trocknung und die Füllstände in den Trocknungsbehältern.

Plasttechnik Hohleborn unterteilt die vorrangig gefertigten Kunststoffteile selbst in zwei Gruppen. Zum einen Designteile mit der notwendigen perfekten Oberfläche und zum anderen die technischen Funktionsteile, die zu versandfertigen Baugruppen zusammengeführt werden. Da in der komplexen Fertigung, neben einer optimierten Granulattrocknung, auch die Art und Weise Teileentnahme für die Qualität eine sehr große Rolle spielt, wurden zur Entnahme verwendete Greiferzangen selbst entwickelt und im Spritzgießverfahren gefertigt.

Mit den zur Verfügung stehenden Anlagen zur Materialversorgung nebst Granulattrocknung ist Geschäftsführer Gerald Ullrich sehr zufrieden „Die Anlage macht einen seriösen und robusten Eindruck.“ untermauert er seine Entscheidung für die Koch Peripherie und fügt hinzu, dass die gesamte Koch-Anlage, seit ihrem ersten Einsatz, alle in sie gesetzten Erwartungen voll erfüllt.

 

Unternehmen im Detail

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Aus dem Produktportfolio des Verarbeiters:
Da die Teileentnahme der Formteile eine große Rolle spielt, wurde eine modulare Greiferzange selbst entwickelt. Dank der verwendeten Werkstoffe ist eine Zange leichter und in der Kalkulation um die Hälfte billiger, als die herkömmlich im Unternehmen verwendeten. Die Greiferbacken selbst werden im Haus in verschiedenen Geometrien gespritzt und lassen sich universell austauschen.

Plasttechnik Hohleborn Gesellschaft für technischen Spritzguß

Das Thüringer Unternehmen wurde 1990 im namensgebenden Teilort von Floh-Seligenthal gegründet und 1995 als Gesellschaft für technischen Spritzguß mbH umfirmiert. Die Geschäftsführung teilen sich Gerald und Anette Ullrich, wobei der maßgeblich mit der Kunststofftechnik aufgewachsene Sohn Michael Ullrich, nach seinem Studium der Kunststofftechnik, seit 2012 das Unternehmen als Technischer Leiter verstärkt. 1.800 m² Produktionsfläche sowie nochmals 1.400 m² Lagerfläche stehen den insgesamt 39 Mitarbeitern zur Verfügung, um hochwertige Kunststoffformteile für die Automobil-, Bau- und Möbelindustrie zu fertigen. Kernkompetenz ist die Fertigung von Design- und technischen Funktionsteile für die Lichttechnik in Fahrzeugen, speziell Scheinwerfergehäuse. Dabei rückt, bedingt durch die fortlaufende Entwicklung, zunehmend die Fertigung von Baugruppen in den Vordergrund.

Über den Autor

Ulrich Mangelsdorf

ist Marketingleiter bei Werner Koch Maschinentechnik, Ispringen.
umangelsdorf@koch-technik.de