Weniger Ausschuss, mehr Effizienz Elektromechanische Zentrierung von Extrusionswerkzeugen 

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K-Profile AG Innovationen in Kunststoff

Die neue elektromechanische Zentrierung von Extrusionswerkzeugen ermöglicht präzisere Ergebnisse, reduziert Ausschuss und entlastet Fachkräfte. Damit wird die Rohr- und Schlauchextrusion effizienter, ressourcenschonender und fit für die Zukunft.

Die Extrusion von Rohren und Schläuchen ist in Deutschland weit verbreitet. Von kleinen Katheterschläuchen bis zu Großrohren wird das gesamte Spektrum lokal abgebildet. Zumeist handelt es sich bei den Produzenten um mittelständische Betriebe, die sich wie nahezu alle Kunststoffverarbeiter mit diversen Herausforderungen konfrontiert sehen. Der Fachkräftemangel sowie eine leidende Produktivität aufgrund immenser bürokratischer Aufwände erschweren den internationalen Wettbewerb. Um die Produktivität zu steigern, sind die Kunststoffverarbeiter auf innovative Lösungen angewiesen, die Handgriffe für die Maschinenführer erleichtern und letztlich weniger Fachkräfte zur Herstellung der Produkte erfordern. Dies führt auch zu weniger Fehlern und geringeren Ausschussquoten.

Betrachtet man eine Rohr- oder Schlauchextrusionslinie, sind bereits etliche Technologien im Einsatz, um eine hohe Produktivität mit stabiler Produktqualität zu ermöglichen. Einige Beispiele hierfür sind:

• Temperaturregler am Extruder
• Druckregelung an der Schmelzepumpe
• Vakuumregelung im Vakuumtank
• Wickelkraftregelung bei Wicklern

Neben geregelten prozessrelevanten Größen wird auch die Produktqualität inline überwacht und der Maschinenführer bei Abweichungen umgehend informiert. Beispiele hierfür sind:

• Wanddicken(verteilungs)überwachung
• Ovalitätsüberwachung

Durch den Einsatz der o.g. Technologien kann der kontinuierliche Produktionsprozess bereits heute sehr gut beherrscht und in weiten Teilen automatisiert werden. Ein blinder Fleck hierbei ist jedoch die Einstellung der Zentrierung der produzierten Rohre und Schläuche. Eine Dezentrierung kann bereits gut erfasst werden, muss aber durch einen Maschinenführer manuell optimiert werden.

Zentrierung erfordert viel Erfahrung

Nach wie vor existiert sowohl beim Anfahren der Linie als auch in der Produktion die Aufgabe für den Maschinenführer, das Rohr im Rahmen der vorgegebenen Toleranzen zu zentrieren, also eine möglichst gleichmäßige Wanddicke über den Umfang einzustellen. Hierfür sind am Extrusionswerkzeug über den Umfang verteilte Schrauben angeordnet, die manuell gelöst bzw. angezogen werden müssen, wenn eine Dezentrierung außerhalb der Toleranzen vorliegt.

Durch Verstellungen an den Zentrierschrauben werden Düse und Dorn zueinander verschoben und damit der Düsenspalt und die Rohrwanddicke angepasst. Der Maschinenführer erhält durch manuelle Messung der Rohrwanddicke oder mit Hilfe von Wanddickenmesssystemen (z.B. via Ultraschall, Terahertz-Technik, Röntgen-Verfahren) Information über den Zustand der Zentrierung und muss reagieren, wenn die Rohrwanddicke die vorgegebenen Toleranzen verlässt. Sowohl beim Anfahrprozess, als auch in der laufenden Produktion. Dies erfordert einen großen Erfahrungsschatz und nicht selten entstehen hieraus Probleme.

Elektromechanische Zentrierung von Extrusionswerkzeugen

Genau hier setzt die elektromechanische Zentrierung von Extrusionswerkzeugen an, die von der Firma ETA Kunststofftechnologie in Kooperation mit der Firma SHS plus entwickelt wurde. Anstelle von Zentrierschrauben werden bei der elektromechanischen Zentrierung Verstellelemente eingesetzt, um Düse und Dorn kontrolliert zueinander zu verschieben. Auf einem übersichtlichen Bedienpanel kann der Maschinenführer eingeben, in welche Richtung und um welchen Betrag er eine Verstellung vornehmen möchte.

Die Verstellung erfolgt dann automatisch über elektromechanische Aktoren und definierte Ablaufroutinen. Manuelle Eingriffe in den Zentrierprozess werden damit überflüssig. Unabhängig vom Benutzer können so reproduzierbar gute und sehr genaue Zentrierergebnisse bei gleichzeitig sehr großer Zeitersparnis erreicht werden. Gerade in fehleranfälligen und sehr kostenintensiven Nacht- oder Wochenendschichten und bei der immer kleineren Anzahl verfügbarer Fachkräfte eine klare Entlastung und ein entscheidender Vorteil,

Automatisierter Modus für höchste Effizienzsteigerungen

Die Grundvariante der elektromechanischen Zentrierung ist heute noch auf Vorgaben/Eingriffe des Bedienpersonals ausgelegt. Kundenindividuelle Anpassungen und modulare Zusatzoptionen erlauben jedoch zukünftig auch, dass System in einem automatisierten Modus zu verwenden. In diesem Fall werden kundenspezifisch Schnittstellen in enger Abstimmung und nach den Bedürfnissen der Anwender so gestaltet, dass das System in der Lage ist, mit dem jeweils verwendeten Inline-Wanddickenmesssystemen auf Anwenderseite zu kommunizieren. So können kontinuierliche Information zum Zustand der Zentrierung als Eingangssignale verwendet werden. Bei aktivierter Regelfunktion werden sie dazu genutzt, mit der elektromechanischen Zentrierung automatisiert die notwendigen Verstellbewegungen vorzunehmen, um ein optimal zentriertes Rohr einzustellen, welches immer innerhalb eines vorgegebenen Toleranzfensters hergestellt werden kann – unabhängig von sich verändernden Einflussfaktoren.