Pneumatik löst Hydraulik ab - neue

Komponenten + Systeme
Steuerungstechnik
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10/2004
Anwenderbericht
Pneumatik löst Hydraulik ab
Luft hält Verdüsungsdruck in PU-Maschinen konstant
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Beim Schäumprozess ist die Kontrolle des Verdüsungsdrucks
ein qualitätsbestimmender Faktor. Anlagenbauer Cannon hat
dafür bislang ein hydraulisches System eingesetzt. Die neue
pneumatische Antriebslösung arbeitet mit einem Proportionalventil als Regeleinheit.
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Polyurethan-Schäummaschinen kommen für die unterschiedlichsten Anwendungen zum Einsatz: zur Herstellung von technischen Teilen bis hin zu Isolierungen und das
von der Möbel- bis zur Automobilindustrie.
Prinzipiell werden bei der Polyurethan-Verarbeitung zwei oder mehrere Komponenten
miteinander vermischt. Dazu ist es nötig, diese Komponenten über Pumpen oder Dosierzylinder zu dosieren und einem Mischkopf zuzuführen. Das Mischen erfolgt bei relativ hohem Druck im Bereich um etwa 200 bar. „Diese Druckenergie führt zu einer höheren Geschwindigkeit die dazu eingesetzt wird, um
die beiden Komponenten im Mischkopf nach
dem Gegenstrom-Injektionsverfahren zu vermischen“, erklärt Albrecht Manderscheid.
Der Geschäftsführer des in Hanau ansässigen Maschinen- und Anlagenbauers Cannon
Deutschland GmbH weist auf einen sensiblen
Bereich dieses Prozesses hin: „Der erforderliche Druck wird über Düsen erzeugt. Abhängig von der Durchsatzmenge, die die Düse
passiert, variiert der Druck. Unser so genanntes Re.Co-System dient nun dazu, den Druck
unabhängig von der Durchsatzmenge konstant zu halten.“ Re.Co. steht im übrigen für
Remote Control.
Kurzum: Im modernen Schäumprozess ist
die Kontrolle des Verdüsungsdrucks ein sehr
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Polyurethan-Anlage für Sitzmöbelfüllungen. Links einige
Fallbeispiele für mit Polyurethan-Schäumanlagen hergestellte
Produkte. Bild: Cannon Deutschland
wichtiger, aber auch extrem kritischer Punkt,
um eine homogene und effiziente Vermischung der Komponenten zu erzielen.
Die Möglichkeit, mit Re.Co. den Verdüsungsdruck konstant zu halten, auf dem Monitor anzuzeigen und das Mischungsverhältnis der Komponenten von Schuss zu Schuss
oder sogar während eines Schusses automatisch nachzuregeln, hat den Aussagen von Albrecht Manderscheid zufolge definitiv die
Schaumqualität und somit auch die Qualität
der Endprodukte verbessert und wesentlich
zur Leistungssteigerung der Maschinen beigetragen.
Albrecht Manderscheid. Ein weiteres Manko:
Die Einheit arbeitete zuverlässig und effektiv,
war aber relativ teuer und benötigte viel Platz
für die weiteren Baugruppen wie Hydraulikeinheit und Bedienfeld. Deshalb hat sich
Cannon an die Weiterentwicklung gemacht
und so ist ein voll pneumatisches Re.Co-Konzept entstanden.
Der Cannon-Geschäftsführer zu den Attributen der neuen Version: „Das System bietet
die gleiche hohe Zuverlässigkeit wie die alte
hydraulische Konfiguration. Das Besondere
am neuen Re.Co Air ist die einfache Installation und Kalibrierung.“ Es wird lediglich ein
Das Besondere am neuen Re.Co. Air ist die
einfache Installation und Kalibrierung
Die Hauptaufgabe des Re.Co.-Konzeptes
liegt darin, die exakte Position der Düsennadel zu bestimmen und diese konstant zu halten. Bislang hat Cannon dafür ein hydraulisches System eingesetzt, welches die Bewegungen und die Positionen der einzelnen Düsennadeln kontrollierte. „Die Grenzen des hydraulischen Systems liegen jedoch in der relativ komplexen Handhabung. Darüber hinaus
ist qualifiziertes Personal für die Installation
und Kalibrierung des Systems nötig“, betont
Luftdruck von 5,5 bar benötigt, daher ist ein
Anschluss an das normalerweise in Betriebsstätten installierte Druckluftsystem völlig ausreichend.
Die Basiskonstruktion wurde gründlich
überarbeitet. Das Ergebnis ist eine einfach zu
handhabende und weniger wartungsintensive Mechanik. Durch die kompakte Bauweise
und den Verzicht auf eine Hydraulikeinheit ist
kein zusätzlicher Raum notwendig und Ölleckagen sind ausgeschlossen.
Steuerungstechnik
Der Anwender
Die Komponente
Pneumatische
Präzisionsarbeit
Einfache Handhabung
”
Das Besondere an unserem
neuen Re.Co.-System ist, dass
es mittels einer pneumatischen Antriebstechnik relativ
einfach und wartungsarm einsetzbar ist. Das früher verwendete Hydraulikystem war
relativ teuer und brauchte viel
Platz.
10/2004
Albrecht Manderscheid, Geschäftsführer von Cannon
Deutschland
geln des Drucks) in einer Zeit zwischen 0,5
und 1,3 Sekunden erfolgt.
Ein anderer wichtiger, die Reaktionszeit
beeinflussender Parameter ist die Position des
pneumatischen Proportionalventils: Die Reaktionszeit ist kürzer, wenn das Ventil näher
an der Betätigung installiert ist. Die Komponenten rezirkulieren im Niederdruck direkt
durch den Mischkopf bei voll geöffneten Düsen des Re.Co. Air. Dadurch braucht die Dosiermaschine nicht mit zusätzlichen Strömungsverteilern ausgestattet werden.
Kernstück und damit
auch ein Know-howTeil ist bei Polyurethan-Schäumanlagen der Mischkopf. Das Re.Co.-Luftsystem
Der leistet aber nur von Cannon
dann Präzisionsarbeit, wenn auch der Verdüsungsdruck zuverlässig
kontrolliert wird. Diese Aufgabe übernimmt das von
Cannon entwickelte und pneumatisch angetriebene
Re.Co.-System. Eine Schlüsselfunktion nimmt das
pneumatische Proportionalventil ein. Re.Co.Air kann
im übrigen auch an bestehende Anlagen als Nachrüsteinheit angebaut werden – und das nicht nur an
Cannon-Maschinen.
Webguide
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Cannon Deutschland
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Auch das Arbeitskonzept hat sich verändert: Die Düsennadel wird durch eine Feder
vorgespannt. Diese ist mit einem pneumatisch
gesteuerten Kolben verbunden. Die genaue
Positionierung der Düsennadel erfolgt über
den Kolben. Der den Kolben steuernde Luftdruck wird in Relation zum gewünschten Verdüsungsdruck automatisch geregelt.
Der Verdüsungsdruck kann auf dem Bedienfeld der Maschinensteuerung eingestellt
werden. Er wird dann automatisch im geschlossenen Kreislauf über das Re.Co. Air
während des Schäumvorgangs überwacht.
Dabei werden die Ist-Werte permanent mit
den Soll-Werten verglichen und bei Abweichungen von den festgelegten Toleranzen
über die Maschinensteuerung nachgeregelt.
„Durch die Möglichkeit des automatischen
Wechsels von Austragsleistung und Mischungsverhältnis von Schuss zu Schuss unter
Beibehaltung des Verdüsungsdrucks ist eine
maximale Produktionsflexibilität gegeben“,
schwärmt Albrecht Manderscheid. Tests haben bestätigt, dass die Austragsleistungsverstellung (Umstellen der Frequenz und Einre-
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