Zentralversorgung mit besonderem Kniff

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Die C. Hübner GmbH vertraut in ihrem Werk in Marktoberdorf auf eine zentrale Materialversorgung von Koch-Technik, und das mit einem besonderen Konzept.

Als im Jahre 2017 in Marktoberdorf der Spatenstich für eine neue Produktions­halle gesetzt wurde, konnte die C. Hübner GmbH bereits frühzeitig die Weichen für die Planung einer zentralen Förderanlage ihres Maschinenparks stellen. Ein geeigneter Partner war aus Sicht des Unternehmens mit dem im baden-württembergischen Ispringen beheimateten Peripheriespezialisten Koch-Technik schnell gefunden. Bereits am vorherigen Produktionsstandort setzte man auf das Know-how von Koch-Technik, bevor man sich aus Kapazitätsgründen dafür entschied, an den Siemensring 16 nach Marktoberdorf zu ziehen. In der rund 5.300 m² großen Halle ist neben dem eigenen Werkzeugbau auch die Spritzgießfertigung untergebracht. Nur wenige Hundert Meter­ entfernt befindet sich das Hauptgebäude mit der unternehmenseigenen Kunststoffgalvanik. In dieser werden sämtliche Spritzgussteile nach der Produktion galvanisiert – das können nicht viele Unternehmen in der Branche vorweisen.

Seit 1975 ist die C. Hübner GmbH in den Bereichen Automotive, Sa­nitär und Konsum aktiv – und das sehr erfolgreich. In Markt­oberdorf stehen dem Unternehmen dazu insgesamt 22 Spritzgießmaschinen in Schließkraftbereichen von 35 bis 350 t zur Verfügung. Im Mehrschichtbetrieb werden kundenspezifische Bauteile sowohl im 1K- als auch im 2K- und 3K-Spritzgießverfahren gefertigt. Rund 25 Mio. Spritzgussteile verlassen jährlich die Produktionshalle.

Technik, die sich bewährt hat

Die Trocknungstrichter besitzen ein Volumen von 40 bis 400 l und sind an die Trockner angebunden. Foto: K-ZEITUNG/Bechlarz

Von der Materialtrocknung bis hin zur Materialbeschickung an der Maschine ist dabei Fördertechnik des Ispringer Peripherieherstellers im Einsatz. Am alten Standort konnte man bereits Erfahrungen mit einer zentralen Versorgungsanlage von Koch-Technik sammeln. Im Laufe der Jahre ist das Unternehmen jedoch stetig gewachsen, auch der Maschinenpark wuchs entsprechend. Irgendwann stieß man dann an die Kapazitätsgrenzen des Standorts. Bei der Planung und Umsetzung einer zentralen Materialversorgung seines Maschinenparks war für das Unternehmen klar, auch weiterhin auf das Know-how der Ispringer zu setzen. Der Grund dafür ist einfach, wie Georg Triepel, Leiter Kunststoffspritzguss bei C. Hübner im Marktoberdorfer Werk, verrät: „Die Technik hat sich bewährt und sie funktioniert.“

Wichtig war für Triepel, dass sämtliches Rohmaterial individuell vorbereitet wird, da das Unternehmen überwiegend Material verwendet, welches getrocknet werden muss. Die Anforderungen an die zentrale Förderanlage im neuen Werk waren dabei klar definiert,­ betont Triepel: „Für uns waren neben einer optimalen Granulattrocknung auch die Material­erkennung beziehungsweise -codie­rung wichtig.“

Die Granulattrocknung ist auch eine der ersten Stationen des Rohmaterials auf dem Weg hin zur Maschine. Auf einer Stahlbaubühne in direkter Nähe zum Material­lager wurde die gesamte Trocknungsanlage realisiert. Teil der Anlage sind dabei zwei Trockenlufttrockner vom Typ CKT mit einer maximalen Trockenluftmenge von 300 und 500 m³/h. Insgesamt 15 Trocknungstrichter mit Volumen von 40 bis 400 l sind an die Trockner angebunden. Platz für weitere Behälter ist auf der Bühne vorhanden. Damit das Granulat nicht übertrocknet, sind die Trockner frequenzgeregelt. Was das bedeutet, erklärt Triepel: „Es wird immer nur das Material getrock­net, das auch tatsächlich benötigt wird. Wird Granulat dem Trocknungsprozess ab- beziehungsweise zugeführt, errechnet der Trockner die benötigte Trockenluft neu.“ So wird immer nur dann Material gefördert, wenn dieses die benötigte Restfeuchte erreicht hat. Peter Albrecht, Vertretung von Koch-Technik in Bay­ern, ergänzt hierzu: „Der Trockner regelt sich automatisch beziehungsweise frequenzgesteuert um den Prozentanteil des Materials herunter, der aus dem Behälter entnommen wird.“ Für sämtliche Behälter, egal ob diese nun gefüllt sind oder nicht, wird somit die gleiche Trockenluftmenge gefördert.

Leistung bedarfsgerecht abrufen

Bereits im alten Werk arbeitete ein CKT Trockenlufttrockner, der jedoch rund um die Uhr lief. Das gibt es so in der neuen Anlage nicht mehr, wie Albrecht betont: „Vorher lief der Trockner für sämtliche materialführenden Behälter immer auf voller Leistung, jetzt wird nur die Leistung abgerufen, die auch tatsächlich gebraucht wird.“ Albrecht konkretisiert dies an folgendem Beispiel: „Obwohl etwa nur zehn Prozent des Rohmaterials­ gebraucht wurden, lief der Trockner auf 100 Prozent.“

Bei den Trocknern besteht auch die Möglichkeit, eine Material­datenbank einzurichten. Ein Aspekt, der auch Triepel wichtig ist: „Wir haben eine Vielzahl von Granulaten im Einsatz. Da ist es wichtig, den Überblick zu behalten und sicherzustellen, dass keine Einstellungsfehler während des Trocknungsprozesses auftreten.“ Das Material ist dabei codiert, das bedeutet, dass die Materialeigenschaften und die für den Verarbeitungsprozess benötigten Parameter hinterlegt sind. „Wähle ich ein Material aus, gibt der Trockner automatisch die Werte vor und kann es dem jeweiligen Trocknungsbehälter zuordnen“, wie Triepel ergänzt.

Die in das System integrierte Öko-Anlagensteuerung von Koch-Technik schont das Material und schützt dieses so vor Übertrocknung. Wird eine entsprechende Temperatur in einem der Trocknungsbehälter erreicht, verriegelt das System die Zu- und Abluft automatisch und die Heizung schaltet ab. Die Behälter fahren dann in den Absenkmodus und schalten nach einer vordefinierten Zeit ab. Wird Material entnommen, schalten sich die jeweiligen Behälter wieder zu. So wird Energie gespart und gleichzeitig das Material geschont.

Taupunktgesteuert Energie sparen

Ein Umsteckbahnhof befindet sich unterhalb des Bühnenaufbaus. Von dort wird das Material über Edelstahlrohrleitungen der jeweiligen Spritzgießmaschine zugeteilt. Foto: K-ZEITUNG/Bechlarz

Um die für das Trocknen des Granulats benötigte Trockenluft zu erzeugen, arbeiten die Trockner taupunktgesteuert. Mit Feuchtigkeit gesättigte Luft wird dabei rückgeführt und über ein Trockenmittel entfeuchtet. Gleichzeitig wird eine zweite Trocken­mittelpatrone regeneriert. Die im Marktoberdorfer Werk installierten Trockner arbeiten in einem Taupunktbereich von –30 °C bis –60 °C. Sobald die trocknende Luft den Taupunkt von –30 °C erreicht hat, wird vom Trocknungs- in den Regenerationskreislauf umgeschaltet. Im Vergleich zu Systemen, die nach einer vordefinierten Zeit auf das regenerierte Trockenmittel­ umschalten, spart das Energie.

Die Peripherie von Koch-Technik ist modular aufgebaut – ein wesent­licher Vorteil hinsichtlich Materialwechseln und flexibler Anpassungsmöglichkeiten. Sämtliche Anlagenkomponenten wie beispielsweise Fördergeräte, Zwischentrichter oder Dosierstationen­ können miteinander kombiniert oder ausgetauscht werden. Das zeigt sich beispielsweise bei den Fördergeräten, die auf den Trocknungsbehältern angebracht sind und zwischen 2 und 8 l Volumen verfügen. Unter den eigentlichen Förderbehältern ist jeweils ein Zwischentrichter verbaut, ein wesentliches Alleinstellungsmerkmal im Vergleich zu anderen Anbietern. Das hat gleich mehrere Gründe, wie Albrecht verrät: „Der Wettbewerb setzt den Förderabscheider direkt auf den Trocknungsbehälter, der Auslassdurchmesser beziehungsweise der Durchgang, durch den die Luft letztendlich fließt, ist dadurch sehr groß.

Es steigt sämtliche trockene Luft nach oben, was wir so nicht wollen.“ Das Material neigt daraufhin zum Verklumpen. „Die Materialauslassklappe öffnet und schließt unter Umständen ungewollt“, wie Albrecht fortführt. Durch den von Koch-Technik eingesetzten Zwischentrichter entfällt darüber hinaus auch das Umklappen des Deckels mitsamt dem eigentlichen Abscheider. „So ist es nur eine Frage der Zeit, bis dieser ausreißt“, wie Albrecht betont. Bei Koch-Technik ist dies nicht der Fall: „Wir setzen grundsätzlich auf einen Schanierbehälter“, so Albrecht.

Zentralversorgung mit anderem Ansatz

Unterhalb der Bühne ist der Umsteckbahnhof untergebracht. Um zu verhindern, dass falsches Mate­rial verarbeitet wird, ist das Rohmaterial entsprechend codiert. Die Materialprüfung erfolgt dabei bereits am Trocknungs- oder direkt­ am Materialbehälter. Die Überwachung des Materials ist dabei mit der Leersaugung der jeweiligen Materialleitung kombiniert. „So wird verhindert, dass nicht getrocknetes Material in der Leitung verbleibt“, verrät Albrecht. „Gleiches gilt für Behälter, in denen nur ungetrocknetes Material gelagert wird.“

Über einen zentralen Anlaufpunkt in der Hallenmitte des Werkes werden die jeweiligen Spritzgießmaschinen versorgt. Foto: K-ZEITUNG/Bechlarz

Über den Umsteckbahnhof wird das Material dann über Edelstahlrohrleitungen entlang der Hallenperipherie maschinenbezogen auf die jeweiligen Spritzgießmaschinen verteilt. C. Hübner verfolgt dabei jedoch einen anderen Ansatz als andere Unternehmen, wie Triepel erklärt: „Wir führen unsere Materialleitungen zu einem zentralen Anlaufpunkt in der Hallen­mitte. Von dort speisen wir dann die jeweiligen Spritzgießanlagen.“ Ein wesentlicher Vorteil hinsichtlich der Flexibilität, so Triepel.

Die Werkshalle ist dabei spinnennetzartig in unterschiedliche Bereiche unterteilt, in denen die jeweiligen Spritzgießaggregate ihren Schließkräften entsprechend untergebracht sind. Das Granulat läuft mit Geschwindigkeiten von 20 bis 25 m/s innerhalb der Rohrleitungen und benötigt dabei 5 bis 7 s, bis es die Maschine erreicht. Rund 3 km Edelstahlrohre wurden insgesamt in der 12 m hohen Werkshalle installiert.

Material konstant fördern

Zum Einsatz kommt die Peripherietechnik von Koch-Technik bei C. Hübner nicht nur an Maschinen für das 2K-Spritzgießen, sondern auch im 3K-Bereich. Foto: K-ZEITUNG/Bechlarz

Zwei Drehkolbenpumpen mit maximal 5,1 kW Leistung erzeugen den für die Materialförderung nötigen Unterdruck. Je eine Pumpe wird dabei für die Beförderung zum Trockner und zur jeweiligen Spritzgießmaschine verwendet. Über einen in die Pumpe integrierten Entstauber werden Staub- und Mikropartikel bis 4 µm im innen liegenden Zentralfilter aufgesammelt.

„Die Pumpen sind luftgelagert, nicht ölgelagert wie beispielsweise bei Seitenkanalverdichtern, bei denen das Material auch schubweise gefördert wird“, erklärt Albrecht. Mit den hier eingesetzten Pumpen kann sichergestellt werden, dass das Material, egal zu welcher Maschine, mit der immer gleichen Geschwindigkeit gefördert wird. „Egal ob 20 oder 100 Meter Förderweg, die Geschwindigkeit bleibt stets konstant“, so Albrecht. Unterhalb der jeweiligen Trocknungsbehälter befinden sich die Stationen zur Entleerung des Granulats. Dies ist etwa über Okta­bins oder Big Packs möglich. Über ein externes Display können die verschiedenen Betriebszustände der einzelnen Peripheriekomponenten­ eingesehen werden. Anhand farblicher Visualisierung erkennt der Bediener etwa, welche Trocknungs­behälter gerade aktiv sind.

An der Spritzgießmaschine ankommend wird das Granulat mithilfe von Förderabscheidern, die sich auf dem Materialeinzugsschacht der Anlage befinden, von der Förderluft getrennt. Die Volu­mina der Abscheider variieren dabei, abhängig von der Maschinengröße. Je nach Maschine sind dabei auch volumetrische Dosierstationen vorhanden über die dann das Farbmasterbatch dosiert und dem Rohmaterial zugesetzt wird.

Als Anfang August 2017 in Marktoberdorf die Bagger rollten und die neue Werkshalle Formen annahm, stand C. Hübner vor der Herausforderung, die Peripherietechnik von Koch-Technik der Hallenperipherie entsprechend anzupassen. Bei der Planung und Umsetzung der zentralen Förderanlage konnte das Unternehmen dabei auf die Hilfe aus Ispringen bauen. Daran erinnert sich Triepel noch sehr gut: „Wir konnten uns dabei voll und ganz auf das Know-how von Koch-Technik verlassen. In unserem Geschäftsbereich ist Flexibilität besonders wichtig. Flexibilität, die auch Koch-Technik bei der Umsetzung der gesamten Anlage zeigte.“ Seit nunmehr fast einem Jahr steht das neue Werk, genauso lange ist nun auch die zentrale Förderanlage in Betrieb – Technik, die sich bewährt hat und funktioniert.

Dominik Bechlarz

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