Innenansicht einer Maschine mit Spritzkopf.

Wechsel eines mit Closed-Loop-Regelung ausgestatteten Spritzkopfes. (Bild: Troester, Hannover)

Troester, ein Hersteller von Extrusionsmaschinen für die Kautschukindustrie mit Sitz in Hannover, steht für Made in Germany. Das Unternehmen fertigt automatisch zentrierende Geradeaus-, Querspritz- und Doppel-Querspritzköpfe für das Herstellen von Schläuchen aller Anwendungen.
Durch kontinuierliche Weiterentwicklung der manuell einstellbaren Schlauchspritzköpfe wurde bereits 2010 ein automatischer 1-Schicht-Querspritzkopf zur Markreife gebracht. Das Portfolio ist zwischenzeitlich gewachsen, sodass Schlauchhersteller aus verschiedenen automatisch zentrierenden Spritzköpfen wählen können. Diese erfüllen Anforderungen wie Schlauchwandstärkenzentrierung innerhalb weniger 1/100 mm, Closed Loop Control mit Rückführung vom Röntgenmess-gerät, verminderter Anfahrausschuss durch schnelles selbstständiges Zentrieren sowie Ressourcenschonung, die insbesondere bei teuren Materialien wichtig ist. Weiterhin tragen gesicherte Wandstärken zu einer Wandstärkenverringerung bei und ein Retrofit ermöglicht die Köpfe für vorhandene Werkzeugsysteme zu nutzen.

Grauer Spritzkopf im Querschnitt dargestellt.
Geradeaus-Spritzkopf zum Fertigen von Schläuchen (Bild: Troester)

So funktionieren die automatisierten Spritzköpfe

Grauer Querschnitt eines Querspritzkopf.
Querspritzkopf zum Fertigen von Schläuchen (Bild: Troester, Hannover)

Die Spritzwerkzeuge sind jeweils in x- und y-Richtung verstellbar, womit die Wandstärke gleichmäßig eingestellt werden kann. Soweit gleichen die Verstellmöglichkeiten der automatisierten Spritzköpfe denen der konventionellen Systeme. Die eigentliche Verstellung erfolgt bei diesen Köpfen servohydraulisch, indem die Kräfte entweder über Hebelsysteme eingeleitet werden oder die Werkzeuge reibungsarm gelagert sind. Dies ermöglicht kleine und behutsame, gleichmäßige Bewegungen ohne ruckhafte Sprünge. Die Verstellung erfolgt in Verbindung mit einem Wandstärkenmessgerät und arbeitet als „Closed Loop“. Die Systeme starten jeweils in ihrer geometrischen Mittelstellung. Sobald das Produkt das in die Linie integrierte Wandstärkenmessgerät erreicht hat, baut die Steuerung erfasste Abweichungen von der Wandstärkenverteilung schrittweise ab, unter Berücksichtigung des Totwegs zwischen Kopf und Messgerät. Während der Produktion hält das System die Wandstärkenverteilung im Bereich weniger 1/100 mm. Die Wandstärke der Schlauchschichten wird kontinuierlich online in einer Ebene gemessen. Dafür sind Röntgenmessgeräte geeignet, die teilweise für die Qualitätssicherung bereits vorhanden sind und in die Closed-Loop-Regelung eingebunden werden können. Das sichere Erkennen der einzelnen Schichten ist Voraussetzung für das Funktionieren der Regelung. Dieses ist von den physikalischen Eigenschaften der Compounds abhängig, das heißt der Dämpfung der Röntgenstrahlung. Insbesondere bei mehrschichtigen Schläuchen bietet sich eine vorherige Prüfung an.

Hier liegen die Grenzen des Regelsystems

Diagramm mit farbigen Lienien.
Regelung der Wanddickendifferenz (Bild: Troester, Hannover)

Neben eingeschränkter Detektierbarkeit kann die Systemfunktion durch Verdrehen des Schlauchs beeinträchtigt sein, da Mess- und Verstellkoordinaten dann voneinander abweichen. Ursächlich dafür sind meist die Festigkeitsträger, die über Spiralisier- oder Strickmaschinen auf den Schlauch aufgebracht werden. Solange Betrag und Richtung der Rotation nicht zu abrupt schwanken, wird dies durch die Steuerung ausgeglichen. Ein zu großer Abstand zwischen Messgerät und Kopf verstärkt diesen Effekt und führt auch zu einer langsameren Regelung. Auch das Ausgleichen von spiegelbildlichen Fehlern (Ellipsen) ist nicht möglich. Neben der kontinuierlich gesicherten und dokumentierten Qualität profitieren Schlauchhersteller mit dem Einsatz der automatischen Schlauchspritzköpfe in ihrer Fertigung von der Einsparung an Compound.
Die nicht nur beim Anfahren („start-up scrap“), sondern auch durch die Verringerung von Wandstärken, insbesondere bei teuren Compounds, erzielten Einsparungen führen neben Umweltaspekten für einen geringeren Einsatz von Ressourcen und Rohstoffen.Bei Verwendung einer Kombination aus Spritzkopf, Röntgenmesstechnik und Regelung liegt der Return-on-Invest unter einem Jahr, so der Hersteller.

Link zu Troester

Sie möchten gerne weiterlesen?

Registrieren Sie sich jetzt kostenlos:

Mit der Registrierung akzeptiere ich die Nutzungsbedingungen der Portale im Industrie-Medien-Netzwerks. Die Datenschutzerklärung habe ich zur Kenntnis genommen.

Sie sind bereits registriert?

Unternehmen

TROESTER GmbH & Co. KG

Am Brabrinke 1-4
30519 Hannover
Germany