Abb. 1: Die neue Vertikalmaschinen-Baureihe ist durchgängig modular konzipiert und kann daher maximal flexibel an unterschiedliche Aufgabenstellungen angepasst werden, hier am Beispiel der Duo-RAM 560 mit 2 x 2800 kN Schließmodulen und 2 von oben einspritzenden 50 cm3-Spritzaggregaten.

Abb. 1: Die neue Vertikalmaschinen-Baureihe ist durchgängig modular konzipiert und kann daher maximal flexibel an unterschiedliche Aufgabenstellungen angepasst werden, hier am Beispiel der Duo-RAM 560 mit 2 x 2800 kN Schließmodulen und 2 von oben einspritzenden 50 cm3-Spritzaggregaten. Bildquelle: alle Maplan

In der erzwungenen Produktionspause des Maschinenbauunternehmens Maplan wurde das Potenzial zur Weiterentwicklung genutzt und so konnten Lücken im Großmaschinenprogramm geschlossen und entlang von konkreten Aufträgen zur Serienreife gebracht werden. Begleitend dazu wurde auch das Peripherie- und Automatisierungsprogramm ergänzt. Eine weitere Neuerung ist ein Geschäftsbereich, der wirtschaftlich interessante Angebote zur Modernisierung und Lebensdauerverlängerung von laufenden Maschinen anbietet. Alles mit dem Ziel, nach der krisenbedingten Zwangspause für ein besseres und nachhaltigeres Danach bereit zu sein.
Der im Herbst 2016 abgeschlossene Umzug des Maplan-Stammwerks von Ternitz im Südosten Niederösterreichs in einen neu errichteten Betrieb im 40 km näher an Wien liegenden Kottingbrunn hat sich seither als Katalysator für eine Erneuerung des Maschinenangebotes erwiesen. Sichtbares Zeichen dafür war das auf der K 2019 vorgestellte, neu abgestufte Maschinenprogramm einschließlich neuen Baureihennamen.

  • Horizontale Rapid+ Serie, 2000 bis 8000 kN Schließkraft in 5 Größen
  • Vertikale Ergo+ Serie, 900 bis 4600 kN Schließkraft in 5 Größen
  • Vertikale Ergomax+ Serie, 4600 bis 9000 kN Schließkraft in 4 Größen
  • Vertikale Clever+ Serie, 1600 bis 4000 kN Schließkraft in 3 Größen
  • C-Rahmen Easy+ Serie, 200 bis 1000 kN Schließkraft in 3 Größen
  • Pressen Force+ Serie, 200 bis 9000 kN Schließkraft

 

Im gleichen Zuge wurde deren Standardausrüstung angeglichen beziehungsweise aufgewertet. Letzteres unterstreicht das dem Produktnamen hinzugefügte „Plus“.

Vertikal-Maschinenbaureihe ausgebaut

Das gemeinsame Kennzeichen aller Ergo+-Vertikalmaschinen ist die auf eine minimale Bedienhöhe hin optimierte Konstruktion der Schließeinheit.Kleinere bis mittlere Schließkräfte deckt die Serie mit vollhydraulischer Schließeinheit ab. Sie ist in fünf Größenstufen von 900 bis 4600 kN Schließkraft verfügbar (Größen 90, 160[180], 250[280], 320, 400[460] – die Zahl in der Klammer definiert die Schließkraft nach Druckerhöhung). Durchgängiges Merkmal ist, dass die Bedienhöhe gegenüber der Vorgängergeneration um bis zu 250 mm niedriger liegt, wodurch in der Regel Bediener-Plattformen oder die Aufstellung der Maschinen in Fundamentgruben entfallen können.
Für den oberen Schließkraftbereich von 4600 bis 9000 kN stehen die Ergomax+-Maschinen. Der „Corona-Lockdown“ ermöglichte durch frei gewordene Konstruktionskapazitäten das Schließen letzter Lücken im Maschinenportfolio. Konkret wurden die Schließkraftgrößen 570 und 720 serienreif gemacht, welche nun ältere Baumuster abgelöst haben. Aktuell besteht die Baureihe aus vier Baugrößen mit einem ausgewogenen Schließkraftabstand von jeweils 25 Prozent (Größenstufen 460[490], 570[600], 720[780] und 900).

Abb. 2: Die Vertikalmaschinen-Baureihe ist die Kombination aus besonders tief absenkbarer unterer Werkzeug-Aufspannplatte und dem Ergonomic-Spritzaggregat mit leicht erreichbarem Streifeneinzug außerhalb der Maschine.

Abb. 2: Die Vertikalmaschinen-Baureihe ist die Kombination aus besonders tief absenkbarer unterer Werkzeug-Aufspannplatte und dem Ergonomic-Spritzaggregat mit leicht erreichbarem Streifeneinzug außerhalb der Maschine.

Allen Maschinen dieser Serie gemeinsam ist ein hydromechanisches Schließsystem, bestehend aus der Kombination von hydraulischen Schließzylindern und seitlich aus- und einfahrendem Verriegelungsblock, mit der eine ergonomisch günstige Bedienhöhe auch bei den Typen mit höherer Schließkraft sichergestellt ist.

Bedienkomfort und Prozesssicherheit durch neue Spritzaggregate

Ein weiteres Highlight des Vertikalmaschinen-Programms sind die alternativ zu den standardmäßigen „MAP.fifo original“-Spritzaggregaten verfügbaren „MAP.fifo ergo“-Aggregate. Im Unterschied zur bewährten Original Fifo-Spritzeinheit verfügen sie über ein, gegenüber dem vertikalen Spritzzylinder, um 90 Grad in die Horizontallage gedrehtes Plastifizieraggregat. Dies verlegt den Streifeneinzug aus der Maschinenverkleidung in die seitliche Position neben der Schließeinheit und senkt ihn so weit ab, dass er bei nahezu allen Maschinengrößen in Hand-Reichweite des Maschinenbedieners liegt. Die Bandbreite der Spritzvolumina reicht von 1,5 bis 22 l (Abb. 2).
Dem Anwender bieten diese Spritzaggregate zusätzlich optimale Voraussetzungen zur Steuerung und Regelung der Massetemperatur. Dazu wurde ein Temperatursensor an der Einmündung des Plastifizieraggregats in den Einspritzkolben positioniert und mit einer Regelsoftware kombiniert. Das Mess- und Regelsystem beeinflusst gezielt die Materialtemperatur des Plastifiziervolumens in der Einspritzkammer. So ist es möglich, gleich am Anfang des Spritzgießprozesses gleichmäßige Temperaturverhältnisse zu schaffen sowie die Vulkanisationszeit zu reduzieren. Die gegenüber einem nicht geregelten Plastifizierprozess wesentlich gleichmäßigeren Temperaturen resultieren auch in gleichbleibender Viskosität der Gummimischung über den gesamten Einspritzprozess und führen somit zu gleichmäßigerem und schnelleren Füllen der Kavitäten.

Plastifizieren durch Schneckendrehen in fünf Drehzahl-Stufen

Mit dem aktuellen Technik-Update besteht nun die Möglichkeit, den Plastifizierprozess in fünf Stufen abzubilden, wobei jeder einzelnen Stufe nicht nur eine eigene Schneckendrehzahl, sondern auch – und das ist neu und besonders – ein eigener Staudruck zugeordnet ist. Durch den unterschiedlichen Scherenergieeintrag kann die Massetemperatur effizient beeinflusst und damit die Schwankungsbreite des Temperaturverlaufs innerhalb eines Plastifiziervorganges reduziert werden. Das Ergebnis ist ein deutlich größeres Prozessfenster, wodurch die Teilequalität konstanter ist. Zudem lassen sich die Vulkanisations- beziehungsweise Zy-kluszeiten deutlich reduzieren.

Erhöhte Transparenz für den Plastifizierprozess

Für alle Maplan-Spritzaggregate gilt, dass die Prozessdaten übersichtlich zusammengefasst dargestellt werden. Auf drei Bildschirmseiten der Maschinensteuerung werden die Druck- und Temperaturverläufe der Plastifizierung zy-klusbezogen dargestellt:

Abb.3a MAPLAN-Plastifiziergrafik-U_êbersicht

Abb. 3a (o.): Druckverläufe mit generierter Hüllkurve zur Toleranzüberwachung.

1. Übersicht über Einstellparameter
(Abb.3b)
2. Druckverlaufsgrafik
3. Temperaturverlaufsgrafik

Abb. 3b (li.): Übersichtsseite „Plastifizierung“ mit 
grafischer Darstellung der Prozessparameter: 
Blau – Plastifizierhub, Gelb – Schneckengeschwindigkeit, Rot –  Staudruck,  Grün –  Druck am Hydromotor.

Abb. 3b (li.): Übersichtsseite „Plastifizierung“ mit grafischer Darstellung der Prozess- parameter: Blau – Plastifizierhub, Gelb – Schneckengeschwindigkeit, Rot – Staudruck, Grün – Druck am Hydromotor.

Beispielhaft dafür zeigt Abb. 3a die Anzeigen den Druckverlauf während des Plastifizierens über den ein Toleranzband zur Prozessüberwachung gelegt werden kann. Die Daten der Kurvenverläufe können als CSV-Files exportiert und der teilebezogenen Qualitätsdatendokumentation hinzugefügt werden.

Heizzeit-Management durch praxisfokussiertes Programm

Heizzeit-Berechnungs- und Prozessoptimierungssysteme sind seit vielen Jahren von unterschiedlichen Entwicklern und Herstellern verfügbar. Jedoch überforderten die Systeme häufig die Maschinenbediener in der täglichen Betriebspraxis aufgrund der Vielzahl einzugebender Material- und Maschinenparameter. Deshalb blieb bisher der Einsatz sehr überschaubar.
Mit „MAP.compensate“ stellt Maplan nun ein eigenes System vor, bei dessen Entwicklung die Praxiseignung ganz oben auf der Agenda stand. Pro verarbeiteter Gummimischung können vorab bis zu zehn Vulkanisationszeiten bei unterschiedlichen Werkzeugtemperaturen ermittelt werden, die anschließend in das „Compensate-Programm“ übernommen werden. Mit diesen Daten errechnet die Steuerung den konkreten Zusammenhang zwischen Heizzeit und Werkzeugtemperatur. Tritt eine Abweichung gegenüber dieser Einstellung ein, zum Beispiel durch einen umgebungsbedingten Temperaturabfall, so ist die Software in der Lage, über eine errechnete Zeitkorrektur die Vulkanisation wieder an den angestrebten Arbeitspunkt zurückzuführen (Abb. 4).

Abb. 4: Die Steuerungssoftware ermittelt auf der Basis von bis zu zehn mischungsspezifischen und temperaturabhängigen Heizzeiten eine Verlaufskurve, die die Grundlage für Heizzeit-Korrekturen bei umgebungsbedingten Arbeitspunktabweichungen darstellt.

Abb. 4: Die Steuerungssoftware ermittelt auf der Basis von bis zu zehn mischungsspezifischen und temperaturabhängigen Heizzeiten eine Verlaufskurve, die die Grundlage für Heizzeit-Korrekturen bei umgebungsbedingten Arbeitspunktabweichungen darstellt.

Neue Sondermaschinen für den 2K-Spritzguss

Bereits seit über zehn Jahren baut das Unternehmen erfolgreich Maschinen zur Herstellung von 2-Komponenten-Gummiformteilen. Das zuletzt abgeschlossene Re-Design aller Baureihen eröffnete auch große Flexibilitätsgewinne beim Bau dieser Sondermaschinenklasse. Die Modularisierung hat die Mehrkomponentenmaschinen sehr nahe an die Standardmaschinentechnik gerückt. Sie sind unter der Baureihenbezeichnung Multi+ 2K in zwei Varianten verfügbar: Einmal mit Einspritzung von der Seite und von oben oder mit zwei von oben einspritzenden (Top/Top) Spritzeinheiten. Letztere nimmt im Wettbewerbsvergleich eine Alleinstellung ein. Bei nahezu gleicher Stellfläche wie eine Ein-Komponenten-Standardmaschine zeichnet sich die Bauart durch einen geradlinigen Mischungseintrag beider Mischungssorten in das Werkzeug und den Kaltkanal aus. Die Aggregat-Kombinationen sind in einer großen Bandbreite von Einspritzvolumina verfügbar (Abb. 5).

Abb. 5: 2-K-
Gummispritzgießmaschine

Abb. 5: 2-K-Gummispritzgießmaschine

Sondermaschinen im Großformat

Angestoßen von der Nachfrage nach Maschinen zur Herstellung von großflächigen Metallplatten/Elastomer-Verbundteilen und Motordichtungen größeren Umfangs hat das österreichische Unternehmen ein neues, ebenfalls durchgängig modular aufgebautes Vertikalmaschinensystem entwickelt. Ganz oben im Pflichtenheft standen großflächige, rechteckige Maschinenplatten und eine ergonomische Bediensituation. Die Systembezeichnung „Multi-RAM“ reflektiert das Konstruktionsprinzip, das zur ausgewogenen Schließdruckaufbringung je nach Plattengröße zwei (Twin-RAM), vier (Quattro-RAM) oder mehr Druckkolben kombiniert.
Die Twin-RAM 560 (5600 kN Schließkraft) verfügt über Werkzeug-Aufspannplatten mit einer Fläche von 800  x 1500 mm, die auf eine maximale Durchbiegung im Plattenzentrum von 0,05 mm ausgelegt wurden. Die Schließeinheit wurde bei einem konkreten Projekt mit zwei von oben einspritzenden FIFO-Aggregaten mit 50  ccm Dosiervolumen kombiniert, die gemeinsam oder unabhängig voneinander betrieben werden können (Abb. 1). Die präzisen Spritzeinheiten ermöglichen das Verarbeiten auch kleinster Schussvolumen. Bei dem Projekt werden 2 x 7 ccm Elastomer gratarm verarbeitet. Um die Anlagenbedienung zu erleichtern sowie zur Automatisierung der Einlegeteil- bzw. Fertigteilmanipulation sind die Multi-RAM Maschinen mit Wechselplatten-Einheiten in unterschiedlichen Ausführungen erhältlich.

Abb. 6: Nach oben hin wurde die Baureihe um eine Anlage mit 4 x 2000 kN-Schließmodulen ergänzt.

Abb. 6: Nach oben hin wurde die Baureihe um eine Anlage mit 4 x 2000 kN-Schließmodulen ergänzt.

Eine aktuell projektierte Quattro-RAM 800 beeindruckt mit noch größeren Eckdaten: Schließkraft 8000 kN, Aufspannplattenfläche 1,5 x 2,5 m, Werkzeuggesamtgewichte bis zu 10 t, ausfahrbare 5 t schwere Mittelplatte, zwei von oben einspritzende FIFO-Spritzaggregate, Gesamthöhe der Maschine 6,4 m und 100 t Gesamtgewicht (Abb. 6). Diese Maschine aus der neuen Baureihe wurde speziell für Großdichtungen im E-Mobilitätsbereich entwickelt.

Aus Alt mach Neu – Angebote zur Modernisierung von Altmaschinen

Zwischen 1984 und 2005 wurden mehr als 2.500 Maschinen der Steuerungsgenerationen 3 und 4 (PC 300/PC 3004 sowie PC 400/PC 4000) geliefert. Bei diesen Steuerungen kommt es zunehmend zu Engpässen bei der Ersatzteilverfügbarkeit elektronischer Komponenten, wie zum Beispiel digitale I/O-Module oder Displays, ohne dass die Grundmaschine bereits am Ende ihres Produktlebenszyklus angekommen wäre. Diese Problematik verlangt nach Lösungen. Sie werden von einem eigens dafür neu geschaffenen Geschäftsfeld bearbeitet und angeboten.
a) Vor-Ort Umrüstung auf aktuelle MAP.commander C.6-Steuerung innerhalb weniger Tage
Dafür eignen sich Maschinen ab der Steuerungsgeneration 4. Die Nachrüstung kann vor Ort erfolgen und bringt die Altmaschine auf einen Funktionsumfang der dem einer Neumaschine entspricht, inklusive voller Vernetzbarkeit und allen Industrie 4.0 Funktionalitäten. Ebenso können über die Nachrüststeuerung Verbrauchsmesser für Strom, Luft und Wasser als Entscheidungsgrundlage für Energie-Einsparungsmaßnahmen angeschlossen werden. Die Nachrüstung kann in der Regel innerhalb von drei bis sieben Arbeitstagen abgeschlossen werden.
b) Ankauf von Altmaschinen und Verkauf von generalüberholten Maschinen
Maplan bietet alternativ auch die Option an, Maschinen in gutem Allgemeinzustand ab Baujahr 1994 und jünger zurückzukaufen. Im Werk werden deren mechanische Komponenten geprüft und falls notwendig überholt bzw. ausgetauscht. Zusätzlich wird die Steuerung MAP.commander X6 nachgerüstet. Nach der Generalüberholung werden diese Maschinen zu wirtschaftlich interessanten Konditionen am Markt angeboten.

Online-Angebot für die Bediener-schulung und den Service ausgebaut

Die Lockdown-bedingten Reise- und Besuchsbeschränkungen haben den Trend zur Online-Kommunikation bei der Bedienerschulung, zur Remote-Fehlerortung und Software-Installation verstärkt.

Abb. 7: Das Kamerasystem kann durch seinen magnetischen Sockel einfach an jeder Position des Maschinengehäuses platziert werden.

Abb. 7: Das Kamerasystem kann durch seinen magnetischen Sockel einfach an jeder Position des Maschinengehäuses platziert werden.

Für die Fernwartung der Maschinen bietet das Unternehmen bereits seit der Vor-Corona-Zeit das Ferndiagnose-Package „MAP.remote“ an. Es bietet den Vorteil einer sofortigen Hilfe ohne Servicetechniker vor Ort. Über das Software-unterstützte Hardwaremodul „MAP.eye“ können zudem unkompliziert Live-Bilder direkt von der Maschine an das weltweite Service-Netzwerk übertragen werden (Abb. 7). Dadurch können Fragen zur Bedienung der Maschine, verfahrenstechnische Hilfestellung sowie Funktionsprobleme kosten- und emissionssparend erkannt und Gegenmaßnahmen eingeleitet werden.
Über die „Vidas-Bedienmodule“ kann die Online-Bedienerschulung individuell auf die Schulungsbedürfnisse abgestimmt werden. Die Schulungen selbst sind über Video-Chats und Webinare organisiert.

Nachhaltiger und qualitativer produzieren durch konstante Ölqualität

Die Zuverlässigkeit der Hydrauliksteuerung und die Lebensdauer deren Komponenten stehen in unmittelbarem Zusammenhang mit der Ölqualität. So verändern ein steigender Gehalt an Wasser und Schmutzpartikeln die funktionsbestimmende Viskosität. Als qualitätssicherndes Angebot hat der Maschinenbauer eine „Stand-alone“-Ölfiltereinheit neu ins Zubehörprogramm aufgenommen. Sie kann im Produktionsbetrieb flexibel an jede hydraulische Maschine angeschlossen werden. Auf Basis der Messung der Partikelanzahl und des Wassergehaltes fördert eine Bypass-Pumpe das Maschinenöl über die Filtereinheit und anschließend im geschlossenen Kreislauf wieder zurück. Die Vorteile sind die Verlängerung der Ölwechselintervalle. Dadurch ergeben sich Kosteneinsparungen verbunden mit einem ressourcenschonenden Umgang durch seltenere Entsorgung von Altöl.

Abb.8: Vollautomatische Produktionszelle inkl. individueller Teilemarkierung mittels Laser.

Abb.8: Vollautomatische Produktionszelle inkl. individueller Teilemarkierung mittels Laser.

Automatisierungsprogramm ausgebaut

Über die oben vorgestellten Neuerungen hinaus hat die intensive Entwicklungstätigkeit zu weiteren Neuerungen geführt, die in einem demnächst folgenden, weiteren Bericht vorgestellt werden. Konkret zu erwähnen sind Automatisierungslösungen wie MAP.autocell für die vollautomatische Herstellung von Formteilen (Abb. 8) und neue Ausrüstungsmodule, wie eine Leichtgewichts-Mittelplatten-Verschiebe-Einrichtung oder eine neue pneumatische Ausdrückeinheit. Darüber hinaus wird in naher Zukunft auch über die Entwicklung einer neuen C-Rahmen-Vertikalmaschinenbaureihe zu berichten sein.

Über den Autor

Dipl.-Ing. Reinhard Bauer

Technokom, Gmünd, Österreich