Das Familienunternehmen Bernhardt & Schulte in Meinerzhagen stellt seit seiner Gründung im Jahr 1918 Schalter für die Elektroinstallation her, beispielsweise Drehschalter. Und die sind auch heute die Domäne des Unternehmens. Durch immer neue Innovationen konnte sich der Hersteller einen Spitzenplatz in diesem Marktsegment erarbeiten. Spezialisiert hat sich das Unternehmen ebenfalls auf die Verarbeitung von rieselfähigen Duroplasten, hauptsächlich für Artikel, die in der Automobilindustrie weiterverarbeitet werden. Aber nicht nur die Spritzgießproduktion übernimmt der Betrieb für seine Kunden. Die Rundum-Betreuung erstreckt sich auch auf den Werkzeugbau und die -konstruktion sowie die nachgeordneten Verarbeitungsschritte Montage und Verpackung.
Komplexe Fertigungszelle arbeitet hoch autonom
Mit einer Fertigungszelle produziert Bernhardt & Schulte einen Schalterdeckel aus Thermoplast, der in einem Starter-Relais von Bosch, der beispielsweise bei VW als Start-Stopp-Starter zum Einsatz kommt. Mit dieser Technik lässt sich der Kohlendioxid-Ausstoß wie auch der Kraftstoffverbrauch im Stadtverkehr bis zu acht Prozent reduzieren. Aus Sicht der Kunststoffverarbeitung ist dabei jedoch interessant, dass die beiden in diesem Deckel eingelegten Hülsen aus Duroplast bestehen und mit Thermoplast umspritzt werden. Die komplexe Automation dieser Fertigung ist rund um eine Spritzgießmaschine von Arburg, Modell Allrounder 630 S Eco mit 2.500 kN Schließkraft und Spritzeinheit 800, aufgebaut; sie besteht aus einem horizontal eingreifendem Linearroboter, einem Multilift H Robot-System von Arburg, und weiterer Peripherie.
Die Bereitstellung der unterschiedlichen Duroplasthülsen erfolgt über zwei Bunker zur Erhöhung der Anlagenautonomie. Aus diesen Puffern werden die Hülsen über Vibrationswendelförderer mit Linearschienen lagerichtig zwei Pick-and-Place-Robotern zugeführt. Diese bestücken einen getakteten Drehteller.
Die insgesamt 16 Hülsen nimmt der Greifer des Linearroboters in einem Arbeitsgang auf. Danach dockt der Greifer im offenen Werkzeug an der Spritzseite an und legt die Duroplast-Einlegeteile aus Vyncolite X613 ebenfalls in einem Arbeitsgang exakt in den Kavitäten ab.
Das Werkzeug schließt und der 39 Sekunden dauernde Zyklus beginnt. Umspritzt werden die Duroplasthülsen mit einem glasfasergefüllten Thermoplast Lati PA6.6 GF35. Mit der Werkzeugöffnung fallen acht fertige Teile auf das Maschinenförderband. Eine automatische Verpackungsvorrichtung sorgt dafür, dass insgesamt 240 Teile in die bereitgestellten, wieder verwendbaren Kleinladungsträger (KLTs) eingezählt werden. Der dazu notwendige Impuls wird über die Selogica-Steuerung der Spritzgießmaschine ausgegeben. Nach Befüllung der KLTs sind die Teile versandfertig.
Das achtfach-Werkzeug wurde bei Bernhardt & Schulte konstruiert und erstellt, wobei die Kavitäten kreisförmig angeordnet sind. Angespritzt wird über einen achtfach-Heißkanalverteiler. Pro Kavität sind zwei Schieber im Einsatz, um die anspruchsvolle Geometrie der Schalterdeckel zu formen. Das Werkzeug wird mit 26 impulstemperierten Kühlkreisläufen temperiert, um eine optimale Verarbeitung gewährleisten zu können.
Kontinuierliche Qualitätskontrolle durch Druck- und Temperaturmessung
Eine hohe Sicherheit bei der Teilequalität wird bei dieser Fertigung neben der Kontrolle der Maschinenparameter auch über Forminnendrucksensoren und eine konturnahe Temperaturmessung pro Kavität erreicht. Eine Sortierklappe sorgt darüber hinaus maschinennah für die Trennung von Gut- und Schlechtteilen. Der Betriebsleiter Jörg Grossmann ist mit der Leistungsfähigkeit der Fertigungszelle sehr zufrieden: „Wir haben von Anfang an sehr zielorientiert und eng mit Arburg zusammengearbeitet. Sowohl bei der Auslegung der Anlage als auch bei der Anpassung der Ausstattung waren uns die Spezialisten dieses Maschinenbauers umfassend behilflich.“ Dabei herausgekommen sind so individuelle Lösungen wie der Einsatz eines Linearroboters, der die Einlegeteile aufgrund der zur Verfügung stehenden Raumhöhe horizontal transportiert, oder die Auswahl der leistungsangepassten Spritzgießmaschine. „Durch die reibungslos laufende Produktion sowie die hohe Zuverlässigkeit und Ausbringung der Anlage“ sieht sich Grossmann darin bestätigt, mit Arburg als Projektpartner beziehungsweise mit dieser Spritzgießanlage einschließlich Automation „den richtigen Schritt getan zu haben.“
Kosteneffizienz
Automatisierte Fertigungszelle für eine Duroplast-Umspritzung
Die Planung und Konstruktion dieser Fertigungszelle für das Umspritzen von Duroplast-Hülsen zur Herstellung eines Schalterdeckels war eine durchaus anspruchsvolle Aufgabe, denn sie erforderte eine komplexe Automation, die zudem aus Platzgründen auf kleinstem Raum auskommen musste und wegen der geringen Deckenhöhe auch noch horizontal in die Spritzgießmaschine eingreifen muss. Der Kunststoffverarbeiter Bernhardt & Schulte realisierte diese Fertigungszelle zusammen mit der Arburg-Projektabteilung und erzielt damit den erwünschten wirtschaftlichen Nutzen: Die Produktion läuft reibungslos mit hoher Zuverlässigkeit und Ausbringung.
