Trocknungs- und Fördertechnik

Schlüssel zum Erfolg

Trocknungs- und Fördertechnik beim Automobilzulieferer. Das 2016 im nordböhmischen Ostrov eröffnete Witte-Werk ist im Fertigungsverbund mit dem 20 Kilometer entfernten Werk Nejdek auf die Herstellung von Türgriff-Einheiten und den damit verbundenen Technik-Modulen spezialisiert. In Ostrov sind Kunststoff-Spritzguss, Lackierung und Montage angesiedelt. Eine wichtige Anlagenkomponente ist die hochautomatisierte zentrale Förderanlage für Kunststoffgranulate.

Automobil-Türgriffe samt Schließmechanismen sind Hauptprodukte des 2016 eröffneten Werks von Witte Automotive im nordböhmischen Ostrov. Mittelfristiges Ziel ist eine Jahresproduktion von 20 Millionen Stück. (Bild: Reinhard Bauer)

Die Formen-, Farben- und Funktionsvielfalt der Türaußengriffe und Verriegelungseinheiten ist beeindruckend. Sie entsprechen den Anforderungen diverser Crash-Tests, sind mit oder ohne Fernbetätigung bis zur schlüssellosen „Passive Entry/Passive Go“-Bedienung ausgeführt, mit Anti-picking“-Eigenschaften zum Diebstahlschutz versehen und werden auftragsbezogen auf die spezifizierte Wagenfarbe abgestimmt. Ergänzend gehören zum Produktspektrum Komponenten wie Schließbügel, Tür-Innenbetätigungen, Schlüssel und Schlösser, Zuziehhilfen, Türfeststeller und Türbremsen, Türantriebe und Tür-Protect-Systeme.

Ähnlich umfangreich ist das Lieferprogramm für Front- und Heckklappen. Dabei kommen neben elektromechanischen Schlössern auch elektrische Schließbügel für angetriebene Heckklappen oder montagefreundliche Griffleisten zum Einsatz. Besonders die für Fronthauben entwickelten Lösungen verbinden anspruchsvolle Aushebekurven mit kompakter und stabiler Bauweise. Sie sind beispielsweise Teil des Konzeptes der „aktiven“ Motorhaube zur Erhöhung des Fußgängerschutzes, die im Kollisionsfall durch pyrotechnische Auslösung angehoben wird und so die Frontknautschzone weicher macht.

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Auch für Pkw-Sitze steht ein umfangreiches Produktspektrum zur Verfügung. Energie absorbierende Lehnenschlösser und Schließbügel minimieren in Unfallsituationen die Rückenlehnenbelastung. Sie sind Teil der Sicherheitsausrüstung zum Insassenschutz. Neuartige Sitzbodenverriegelungen für das komfortable Entnehmen und Einsetzen von Sitzen sowie das aktive Sicherheits-Rückenlehnensystem (ASR) ergänzen das Programm.

Spritzgießfertigung, davor Arbeitsbereiche zur Konfektion der Spritzgießteile. (Bild: Reinhard Bauer)

Gasinjektion als Standard
Da sich die Tür- und Klappengriffe eines Automobils im Sicht- und Tastbereich des Nutzers befinden, tragen sie durch ihre Form und Haptik zur Qualitätsanmutung des Autos bei. Die Griffmodule werden als „Car sets“ gefertigt. Ein Set umfasst alle Türgriffe eines Fahrzeugs samt den dahinter liegenden Funktionen. Die Strukturteile werden aus Festigkeitsgründen aus PA6 mit 35 Prozent Glasfasern gefertigt, die Abdeckungen aus einem PC/ABS-Blend. Eingesetzt wird ausnahmslos voreingefärbtes Material. Produziert wird aktuell auf zwölf Spritzgießmaschinen, zehn weitere sollen installiert werden.

Ein Großteil der Griffe wird durch Nutzung der Gasinjektionstechnik als Hohlkörper gefertigt. Somit werden 30 bis 40 Prozent des eingespritzten Kunststoffvolumens in eine Nebenkavität verdrängt, die anschließend abgetrennt, gesammelt und nach dem Zerkleinern in den Materialstrom rückgeführt wird. „Zur Unterstützung der Oberflächengüte müssen alle Materialien, sowohl Neuware, als auch das Regenerat, bis zu einem Restfeuchtigkeitsgehalt von 0,1 bis 0,15 Prozent bei PA6 oder 0,02 bis 0,05 Prozent bei PC/ABS getrocknet werden“, erklärt Pavel Karas, Abteilungsleiter Spritzguss. „Deshalb kam für uns nur ein Anlagenlayout in Frage, bei dem alle verarbeiteten Kunststofftypen inklusive der Regeneratmengen über eine zentrale Trocknungsanlage mit Trockenluft zu den Maschinen geführt werden.“

Die Trockner sind mit stationären, isolierten Molekularsiebpatronen mit separaten Trocknungs- und Regenerierprozessen ausgestattet, die einen konstant niedrigen Taupunkt für den Prozess generieren. Die Anlagensteuerung kommuniziert mit dem Leitrechner, der die gesamte Anlage überwacht und steuert. (Bild: Reinhard Bauer)

So sehr die Trocknungsanlage das anwendungstechnische Herz des Materialversorgungssystems ist, so einfach sei die Materialaufgabe an der Spritzgießmaschine gehalten. An den Maschinen wurde je ein Mischgerät installiert, um Neuware mit Regenerat, sowie einem Additiv zu mischen. Unter dem Dosiergerät befindet sich ein Metalldetektor, um möglicherweise im Mahlgut enthaltene Messerspäne abzutrennen.

Materialversorgung auf hohem Niveau
Ausgelegt ist das gesamte Materials Handling aktuell für die Versorgung von 22 Spritzgießmaschinen mit acht Materialien. Verarbeitet werden PC/ABS-Blends mit oder ohne Glasfaser, PA6 mit 30 Prozent Glasfaser in Verbrauchsmengen von 20 bis 100 kg/h, flexibel aufgeteilt auf jeweils mehrere Maschinen. Sämtliche Materialien werden den Spritzgießmaschinen per Trockenluftförderung von der zentralen Trocknungsanlage zugeführt.

Die spezielle Geometrie der Trockentrichter verhindert „tote“ Zonen, in denen das Material übertrocknen und dadurch geschädigt würde. (Bild: Reinhard Bauer)

Die acht wichtigsten Kunststofftypen werden direkt aus dem Silo verarbeitet. Abgestimmt auf die Verbrauchsmengen wurden vier Doppel-Silos mit jeweils 2 × 47 m3 Inhalt übereinander zur Chargentrennung vorgesehen. Schloss-Sicherungen an den Kupplungspunkten reduzieren das Potenzial einer Fehlbeschickung. Zwischen den Silos und der nachgelagerten Trocknungsanlage werden die Materialien über energiesparende und drehzahlgeregelte Gebläse transportiert.

Die bei Witte verarbeiteten Materialtypen werden zentral, vor der Förderung zu den Maschinen, getrocknet. Zum Einsatz kommen Motan Luxor Trockenlufttrockner der Etaplus-Baureihe. Sie sollen mit hohem Wirkungsgrad automatisch die Trocknungstemperatur, zugeführte Trockenluftmenge, Taupunkt und Trocknungszeit optimal aufeinander abstimmen. Kombiniert wird die Temperaturanpassung mit einer zusätzlichen Luftmengenregelung. Das System erkennt selbstständig Materialdurchsatzschwankungen oder veränderte Materialeintrittstemperaturen im Trockensystem und passt automatisch die Luftmenge an den Energiebedarf der Trockentrichter an. Bei Produktionsunterbrechungen kann für besonders kritische Materialien die Trocknungstemperatur bis zur Standby-Temperatur abgesenkt und so eine thermische Schädigung verhindert werden. Zu hohe Materialdurchsätze führen zu einer Warnungsmeldung. Verglichen mit konventionellen Trocknungsanlagen seien mit Etaplus Energieeinsparungen von mehr als 60 Prozent möglich.

Manueller Kupplungsbahnhof zur flexiblen Versorgung der Spritzgießmaschinen – Farb-Codierungen der Kupplungsstücke und elektronische Codierstecker bieten Verwechslungssicherheit. (Bild: Reinhard Bauer)

Um das Einstellen der Trocknungssysteme zu erleichtern, ist als zusätzliche Funktion eine Materialdatenbank in die Steuerung integriert. Sie enthält einen Basis-Datenbestand mit den Kennwerten von rund 70 Standard-Materialien und ist mit weiteren 100 Datensätzen individuell erweiterbar.

Verbunden sind die Spritzgießmaschinen über ein maschinenbezogenes Materialleitungssystem (pro Maschine eine separate Rohrleitung) mit der Trocknungsanlage. Die Leitungen sind auf den Transport von Kunststoffen mit hohen Glasfasergehalten abgestimmt. Die Umlenkstellen bestehen aus verschleißfesten und mit einer äußeren Beschichtung gegen Splitterung geschützten Glasrohrbögen.

Die Funktionen und Einstelldaten der Zentralanlage werden über Motan Linknet visualisiert und fernbedient. (Bild: Reinhard Bauer)

Um den Trocknungsstatus des Granulats möglichst weitgehend bis zur Spritzgießmaschinen aufrecht zu erhalten wird als Fördermedium Trockenluft eingesetzt. Zusätzlich werden jeweils nur kleine Material-Batches zu den Maschinen gefördert und anschließend die Leitungen leergesaugt.

Alle Spritzgießmaschinen sind mit einem Metallabscheider und darauf aufgebautem gravimetrischem Gravicolor-Dosiergerät mit drei Materialzuführungen ausgerüstet. An den Maschinen werden Neumaterial und Mahlgut in einem einstellbaren Mischungsverhältnis verarbeitet. Die dritte Komponente ist ein Additiv.

Leitrechner für Transparenz
Silos, Trocknungs- und Förderanlage werden per Motan Controlnet überwacht und gesteuert. Sie sind per TCP/IP mit der zentralen Anlagensteuerung verbunden. Diese ist mit dem umfassenden Anlagen-Managementsystem Linknet kombiniert, das die Prozessabläufe und Anwendungsdaten erfasst, protokolliert und über alle angeschlossenen Steuerungen bis zur Geräteebene bedient werden können. Außerdem wurde eine Schnittstelle zum bestehenden ERP-System (Enterprise-Resource-Planning) realisiert. Linknet bietet Ausbaupotenzial bis zum Anlagen-Management, an das alle kommunikationsfähigen Motan-Steuerungen angebunden werden können. Es ermöglicht, alle Prozessabläufe und Anwendungsdaten innerhalb der Anlage zu erfassen, zu protokollieren und alle angeschlossenen Geräte zu bedienen. Mit der durchgängigen Protokollierung der Anlagenprozesse können verarbeitete Materialchargen mit den hergestellten Produkten in Beziehung gesetzt und rückverfolgt werden.

Erfolg durch enge Partnerschaft
Bereichsleiter Svoboda nennt in seinem Resümee zum Produktionsstart als wichtiges Kriterium bei der Entscheidung für die Motan-Anlage: „Angesichts des engen Zeitplans beim Bau und der Inbetriebnahme unseres neuen Produktionswerks war uns wichtig, das technische Risiko bei möglichst allen Anlagenkomponenten so gering wie möglich zu halten. Nach einer Reihe von beeindruckenden Referenzbesuchen haben wir uns schließlich für Motan-Colortronic als Systemlieferanten und Luger als Anlagenplaner und Servicepartner entschieden.“


Anwender Witte Automotive
1899 gründete Ewald Witte in Velbert, Nordrhein-Westfalen, eine Werkstätte zur Erzeugung von Kofferschlössern. Heute ist das nach wie vor private Familienunternehmen Witte Automotive nach eigenen Angaben an neun Standorten in Deutschland, Schweden, Tschechien und Bulgarien mit insgesamt 5200 Mitarbeitern aktiv und erreichte 2017 mehr als 670 Millionen Euro Umsatz – noch immer mit dem Fokus auf „Schließen und Verriegeln“. Das Unternehmen zählt sich zu den Technologieführern bei mechatronischen Schließsystemen für Autos mit Systemlösungen für Türen, Klappen, Interieur und Sitzen. Global aktiv, beispielsweise in den USA, Mexiko, Brasilien, Indien, China, Japan und Korea, ist Witte als Teil von VAST, der Vehicle Access Systems Technology Allianz. Mit etwa 12.000 Mitarbeitern und rund 1,7 Milliarden US-Dollar Umsatz zählt VAST zu den global führenden Anbietern in diesem Produktbereich.

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