Temperiergeräte im Praxiseinsatz
(Bildquelle: HB Therm)

Temperiergeräte im Praxiseinsatz
(Bildquelle: HB Therm)

Zum Einsatz der Systeme schreibt HB-Therm, St. Gallen, Schweiz, dass „die Anforderungen an die Temperiergeräte in den letzten Jahren enorm gestiegen sind.“ Dabei erfahren laut HB-Therm Temperiergeräte mit drehzahlgeregelten Pumpen zunehmend an großer Beliebtheit, da diese universell einsetzbar und in der Lage sind, einen wesentlichen Anteil zu einem energieeffizienten Betrieb beizutragen. Den Gesichtspunkt der Energieeffizienz spricht auch Wittmann Kunststoffgeräte, Wien, Österreich, an − mit dem Hinweis auf den Einsatz frequenzgeregelter Pumpen in den Geräten unter dem Begriff speed drive.

Platzsparende Geräte

Engel Austria, Schwertberg, Österreich, berichtet von einer neuen Gerätegeneration, „die sich durch eine noch höhere Pumpenleistung und noch kompaktere Bauform auszeichnet.“ Dem Anwender bietet sie den Vorteil, „dass er weniger Temperiergeräte benötigt, was die Investitions- und Betriebskosten senkt und zugleich Stellfläche einspart, weil die Temperiergeräte komplett unterhalb der Schließeinheit Platz finden.“ Auch Sustek, Murrhardt, weist auf die Reduzierung der benötigten Stellfläche durch ein neues schmaleres Gehäuse bestimmter Geräte hin. Axeo, Kirchheim/Teck, sieht in guter, alukaschierter Isolation einen Trend beim Einsatz der Geräte. Wie auch GWK, Meinerzhagen, berichtet Axeo von einer mit Thermalöl erreichbaren Temperatur bis maximal 430 °C. Mit Wasser betriebene Geräte erreichen bis zu 225 °C nach Aussage von GWK und 230 °C nach HB-Therm.

Austauschbarkeit durch kalibrierte Geräte

Ein besonderes Augenmerk richtet HB-Therm auf die in den Betrieben gewünschte Flexibilität beim Einsatz der Temperiergeräte und weist erneut darauf hin, dass sich bei der Ermittlung von Messwerten immer Ungenauigkeiten ergeben, die beim Austausch von Geräten problematisch sein können. So schreibt HB-Therm, dass auch hochgenaue Fühler und Sensoren ihre Toleranzen haben. „Bei Temperaturfühlern liegen diese bei ±3 °C und bei Drucksensoren bei ±0,4 bar. Im Extremfall kann dies dazu führen, dass sich durch den Austausch eines Temperiergerätes die Prozesstemperatur um bis zu 6 °C verändert und dies gegebenenfalls unentdeckt bleibt. Nur eine Eliminierung dieser Abweichungen gewährleistet eine zuverlässige und reproduzierbare Temperierung.“ Daher werden Temperiergeräte kalibriert ausgeliefert und können im Betrieb mit einer Prüfvorrichtung nachkalibriert werden.

Drehzahlgeregelte Pumpen bestimmen Gerätetechnik

Medienverteiler mit berührungsloser Durchflussmessung Bildquelle: GWK

Medienverteiler mit berührungsloser Durchflussmessung (Bildquelle: GWK)

Die Gerätetechnik wird, wie eingangs schon angesprochen, zunehmend von drehzahlgeregelten Pumpen bestimmt. Dabei erfolgt die Drehzahlregelung nach Angaben von Axeo und GWK frequenzgesteuert und in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf, wie GWK und Sise Kunststofftechnik, Stuttgart, ergänzen. Die Pumpen arbeiten dichtungslos und sind magnetgekoppelt, wie Axeo und HB-Therm darstellen. Gemäß GWK besteht ein Trend im „Einsatz von förderfähigen Pumpen mit MEI (Mindest-Effizienz-Index) gemäß EG Nr. 547/2012“, was sich auf die umweltgerechte Gestaltung von Wasserpumpen bezieht. E. Braun, Kammerstein, weist auf den „Einsatz von Sensortechnik und Steuerungen mit Schnittstellen zur einfachen Integration in Produktionssysteme“ hin und nennt ebenso wie Engel Austria, GWK und HB-Therm die einheitliche Schnittstelle OPC UA, die sich, wie Engel schon im vorigen Jahr anmerkte, „als gemeinsame Sprache im Industrial Internet of Things in der Kunststoffindustrie durchsetzt.“

Automatisiertes Ausblasen verkürzt Wechselzeiten

Engel Austria berichtet zur Verfahrenstechnik vom „automatisierten, sequenziellen Ausblasen der Verteilerkreise im Werkzeug“, wodurch „sichergestellt wird, dass Wasser und gegebenenfalls in den Temperierkanälen vorhandener Schmutz vor der Entnahme des Werkzeugs beziehungsweise Werkzeugeinsatzes vollständig entfernt werden.“ Beim Einbau wiederum gewährleistet diese neue Funktion gemäß Engel eine optimale Entlüftung der Temperierkanäle. Der automatisierte Prozess spart gegenüber dem herkömmlichen manuellen Ausblasen Zeit, was den Werkzeugwechsel beschleunigt. Zudem ist es auf diese Weise möglich, die Wartungsintervalle für das Werkzeug zu verlängern. Da beim manuellen Vorgehen oft nicht alle Kanäle gleichmäßig mit Druckluft durchströmt werden, kann Restwasser in den Kanälen verbleiben und zu Korrosion führen. „Dieses Risiko wird durch die Automatisierung stark reduziert“, schreibt Engel.

Höchste Teilequalität durch variothermes Temperieren

Für große Werkzeuge ausgelegtes Temperiergerät mit maximal 36 kW Heizleistung (Bildquelle: Wittmann)

Für große Werkzeuge ausgelegtes Temperiergerät mit maximal 36 kW Heizleistung (Bildquelle: Wittmann)

Erneut spricht HB-Therm die variotherme Temperierung an, die „nach wie vor ein Hauptthema zur Erreichung höchster Teilequalität bei gleichzeitig optimierter Zykluszeit ist.“ Bindenähte lassen sich mit diesem Verfahren gemäß des St. Galler Unternehmens zuverlässig verhindern, feinste Strukturen konturtreu abformen, eine optimale Oberflächengüte erreichen sowie Einfallstellen reduzieren. Dies wird durch eine hohe Temperatur beim Einspritzen und kalte Temperaturen während der Kühlphase erreicht. Eine solche variotherme Anlage nach dem Fluid-Fluid-Verfahren kann durch eine Umschalteinheit zusammen mit zwei Standard-Temperiergeräten gebildet werden. Die Umschalteinheit verbindet abwechselnd das heiße und das kalte Temperiergerät mit dem gleichen Temperierkreis. „Bei geeigneter Anordnung der Temperierkanäle“, schreibt HB-Therm, „können auch bestehende Werkzeuge eingesetzt werden. Durch die Verwendung von zwei Standard-Temperiergeräten lassen sich bei dieser Lösung nicht nur bei der Anlagenbeschaffung Kosten sparen, sondern bietet sich daraus auch der Vorteil, dass die Geräte flexibel für andere Temperieraufgaben eingesetzt werden können. Zudem kann das Wissen aus der Arbeit mit den bewährten Systemen so auch in die variotherme Temperierung einfließen.“

Auch GWK spricht in diesem Jahr als Trend Umschalteinheiten für das variotherme Verfahren an. Damit kann auf den Wasserzufluss zum Werkzeug von verschiedenen Temperiergeräten, die die für den variothermen Prozess erforderlichen unterschiedlichen Temperaturen liefern, umgeschaltet werden.

Geräteanforderungen für den Reinraumeinsatz

HB-Therm geht auch in diesem Jahr auf die Reinraumfähigkeit der Temperiergeräte ein. Diese Fähigkeit wird durch ein „Reinraumpaket“ als Zusatzausrüstung für sämtliche Wasser-Temperiergeräte bis hinauf zu den Hochtemperatur-Wassergeräten, bei denen die Grenze für Reinraumanwendungen bei 230 °C liegt, erreicht. Das Paket hält Emissionen und damit die Partikel-Kontamination zuverlässig unter den erforderlichen Grenzwerten und „besteht neben dem standardmäßigen geschlossenen Temperierkreis aus faserfreien Isolationen, abriebfesten PUR-Laufrollen sowie einer Hochglanzlackierung.“

Zur Reinraumfähigkeit der Temperiergeräte teilt GWK dagegen mit, dass diese „im Reinraum vermieden beziehungsweise nicht mehr so häufig eingesetzt“ werden.

Über den Autor

Prof. Dr. Werner Hoffmanns

ist freier Mitarbeiter des Plastverarbeiter.

office@hoffmanns-texte.de