Anwender, die ihre Bauteile nach TQM-Gesichtspunkten fertigen, profitieren von einem zuverlässigen Abdichtungsergebnis.
Die Hersteller von Systemkomponenten verschiedener Anwenderindustrien fordern für das Beschäumen ihrer Bauteile mit einer Dichtung eine hohe Genauigkeit, vor allem beim Auftragen des Dichtungsmaterials in den teilweise sehr engen Toleranzen dreidimensionaler Konturen. Um diese Anforderungen zu erfüllen, hat die Sonderhoff Engineering GmbH, Hörbranz/Österreich, in den vergangenen Monaten fünf neue Sicherheitsfunktionen marktreif entwickelt, die die Produktivität sowie die Sicherheit und Reproduzierbarkeit der Fertigungsprozesse erhöhen:
- pneumatische Düsenreinigung,
- mechanische Düsenreinigung,
- Dosierdüsen-Kalibrierung,
- elektronische Dosiergewichtskontrolle und
- Luftbeladungsmess- und Regelungseinheit
Alle Funktionen sind ab sofort in den Niederdruck-Misch- und Dosieranlagen der Baureihen DM 30x und DM 40x und in der Dosierzelle SD-DM 402/403 optional erhältlich. Die Anlagen können, ausgestattet mit den Präzisionsmischköpfen MK 600 oder MK 400, zwei und mehr Komponenten unterschiedlicher Materialien verarbeiten (im FIPFG- bzw. FIP-Verfahren). Dabei stellt die Durchflussmengenmessung Flow-Control eine präzise Komponentendosierung sicher, und das Düsenverschlusssystem Stop-Drop DVS-3 die exakt definierte Ausbringungsmenge und Dimensionsgenauigkeit insbesondere in den Kopplungsbereichen. Anwender, die aufgrund von Platzmangel nur wenige Änderungen ihrer Maschinenlayouts und Fertigungsabläufe vornehmen können, sehen vor allem in der kompakten und modular aufgebauten Dosierzelle SD-DM 402/403 eine Lösung, den zusätzlich automatisierten Prozess der Abdichtung von Bauteilen in ihr bestehendes Fertigungskonzept einzubauen.
Dosieren mit einer makellos sauberen Austragsdüse
Eine makellos saubere und exakt dosierende Düse ist für den Auftrag des Dichtungsmaterials eine Grundvoraussetzung für einen sicheren Prozess und eine fehlerfreie Abdichtung. Die von Sonderhoff patentierte und zur Standardausrüstung einer Misch- und Dosieranlage gehörende ökologische Hochdruckwasserspülung übernimmt in erster Linie die Aufgabe, die Mischkammer von Verunreinigungen durch die dort bereits einsetzende Schaumreaktion zu befreien. Das dafür verwendete Leitungswasser darf nach Gebrauch einfach in das reguläre Abwassersystem eingeleitet werden – dies spart die Kosten für eine aufwendige Abwasserreinigung und spezielle Entsorgung einer herkömmlichen, lösemittelbasierenden Reinigung der Mischkammer von den Rückständen des ausreagierten Dichtungsmaterials.
Zusätzlich bietet Sonderhoff Engineering optional zwei neue Reinigungsfunktionen an: die pneumatische Düsenreinigung Sonderhoff-Airclean, die dafür sorgt, dass speziell bei Dichtungen mit niedrigen Viskositäten am Düsenende verbliebene Materialreste entfernt werden (Bild 1), und die mechanische Düsenreinigung Sonderhoff-Mec-Clean, die mit extra dafür entwickelten rotierenden Reinigungselementen ausgehärtete Materialreste an der Austragsdüse beseitigt (Bild 2). Die Intervalle dieser Reinigungsfunktionen sind gemäß den individuellen Kundenbedürfnissen und Bauteilanforderungen in der Steuerung der Misch- und Dosieranlagen frei einstellbar.
Konturgenaue Dichtungen mit kalibrierten Düsen
Je nach Viskosität des eingesetzten Materials können sich, bedingt durch Formteiltoleranzen, Materialreste an und in der Dosierdüse ablagern. Dies wiederum kann die Konturgenauigkeit der Dichtung auf dem Bauteil beeinflussen. Auch ein falscher Stellwinkel der Düse zur Auftragsfläche, z.B. indem diese sich verbiegt, kann die Position und Dimension der Dichtung auf dem Bauteil verändern. Damit steigt die Gefahr, dass das Bauteilinnere schädlichen Umwelteinflüssen ausgesetzt wird.
Sonderhoff Engineering hat diese Aufgabenstellung mit einer neu entwickelten Düsenvermessungseinheit, der Sonderhoff-Nozzle-Control, gelöst. Zwei im rechten Winkel stehende Lasersensoren prüfen die Lage der Austragsdüse (Bild 3). Beim Vermessen der Düsenposition in x-, y- und z-Richtung wird die Düse durch Lichtschranken gefahren, und die Positionskoordinaten der Düsenflanken werden mit den Sollwerten im Maschinenprogramm verglichen. Wenn sie außerhalb der Toleranzen liegen, ertönt ein Signal, und die Position der Düse wird entsprechend den im Maschinenprogramm festgelegte Werten korrigiert.
Wird bei der Vermessung eine Verschmutzung der Düse festgestellt, fährt der Mischkopf automatisch zur Spülstation, und die Düse wird gereinigt. Die Funktion der Sonderhoff-Nozzle-Control gewährleistet somit immer eine exakt positionierte und saubere Austragsdüse, die zusätzlich für die Konturgenauigkeit der Dichtung auf dem Bauteil sorgt.
Geeichte Kontrolle des Dosiergewichts
Das Ziel der elektronischen Dosiergewichtskontrolle, der neuen Sonderhoff-Dosingweight-Control, ist es, eine Wiederholgenauigkeit des voreingestellten Dosiergewichts und damit ein reproduzierbares Abdichtungsergebnis in höchster Qualität zu erreichen. Die OEM, die nach TQM-Gesichtspunkten (Total-Quality-Management) fertigen, erwarten eine „geeichte“ und nachweisbare Prozessgenauigkeit der in der Produktion eingesetzten Misch- und Dosieranlagen (Bild 4).
In regelmäßigen, vom Bediener einstellbaren Abständen wird die Konstanz der Austragsmenge beim Dosieren von einer geeichten elektronischen Waage überprüft. Durch Abgleichen des so ermittelten Dosiergewichts mit dem zuvor im Maschinenprogramm eingegebenen Sollwert können Abweichungen festgestellt und die Ausbringungsmenge automatisch angepasst werden. Das genaue Materialgewicht und damit die exakte Ausbringungsmenge ist eine wichtige Voraussetzung für die Dosiergenauigkeit der Austragsdüse. Das Zusammenwirken einer gleichbleibenden Dosierungsgenauigkeit mit einer konstanten Verfahrgeschwindigkeit des Misch- und Dosierkopfes sowie die präzise Ansteuerung des Schussanfangs und -endes erhöhen die Dimensionsgenauigkeit der Dichtung am Bauteil.
Gleichmäßige Luftbeladung
Für Dichtungsprodukte aus geschäumtem Polyurethan spielt ein gleichmäßig feinzelliger Schaum für die Abdichtungsgüte eine entscheidende Rolle. Die Zellstruktur und die Dichte der auf einem Bauteil aufgetragenen Schaumdichtung werden maßgeblich durch die sogenannte Luftbeladung bestimmt. Die automatische Messung und Steuerung der gelösten Luftmenge in der A-Komponente durch die Sonderhoff-Nucleation-Control II hält die Luftbeladung stets im gewünschten Rahmen – die so erzielte gleichmäßige, feinzellige Schaumstruktur ist Voraussetzung für eine gleichbleibend hohe Dichtungsqualität (Bild 5).
Durch einen speziellen Sensor werden kontinuierlich vor und während der Fertigung von Schaumdichtungen Messwerte der aktuellen Luftbeladung ermittelt und mit dem voreingestellten Sollwert des eingesetzten Dichtungsmaterials abgeglichen. Im Falle einer Abweichung wird die Luftbeladung entsprechend nachreguliert.
Mit der neuen Mess- und Regeleinheit ist es Sonderhoff gelungen, die bisher eingesetzte Methode weiterzuentwickeln. Die Luftbeladung des Ausgangsmaterials kann jetzt genauer gemessen und nachgeregelt werden. Vor allem bietet die kontinuierliche Kontrolle und Dokumentation der Messwerte zusätzliche Sicherheit und größtmöglichen Bedienkomfort für das Maschinenpersonal.
Fazit
Die optionalen Zusatzfunktionen für Misch- und Dosieranlagen – von der Dosierdüsen-Kalibrierung und elektronischen Dosiergewichtskontrolle über die mechanische und pneumatische Düsenreinigung bis hin zur Luftbeladungsmess- und Regelungseinheit – verschaffen dem OEM Qualitäts- und Produktivitätsvorteile. Die Anforderungen der unterschiedlichen Anwenderindustrien nach höchster Dimensions- und Prozessgenauigkeit beim Auftragen von Bauteildichtungen können somit zuverlässig erfüllt werden. Im Ergebnis wird das Bauteilinnere, insbesondere unter extremen Umgebungsbedingungen, besser geschützt. Die automatische Protokollierung aller Anlagen-, Material- und Prozessdaten gewährleistet jederzeit die Nachvollziehbarkeit des vorangegangenen Produktionsablaufs.
