Verbunden mit Helix

Vollautomatisiert und gleichzeitig wirtschaftlich im Betrieb und mit umweltverträglichem Endprodukt: Der Sondermaschinenbauer Richter Systeme und Maschinen hat mit der Helix Filter-Mantelschweißanlage gleich mehrere Anforderungen unter einen Hut gebracht. In Kooperation mit dem Partnerunternehmen Pfaff Industrial wurden zwei Kernkompetenzen der Unternehmen gebündelt: Automatisierungstechnik (Richter) und Verbindungstechnik (Pfaff). Für einen Kunden aus dem Bereich Filtertechnik wurde eine Helix Perforations- und Schweiß-Maschine zur Fertigung von Filterschläuchen, Stützkörpern und Vorfilter konzipiert. Die Einsatzbereiche für solche Vorfilter liegen überall dort, wo große Mengen an Flüssigkeiten gefiltert werden. Eine wichtige Anforderung ist hier die umweltverträgliche Entsorgung des verwendeten Materials für Stützkörper und Filter.

Der Sondermaschinenbau ist ein wichtiger Geschäftsbereich des deutschen Unternehmens Richter Systeme und Maschinen.
Am Hauptsitz in der Westpfalz entstehen Automatisierungslösungen, die auf den Punkt die Anforderungen der Kunden erfüllen. Die Ingenieure und Techniker schaffen es immer wieder auch Maschinen und Anlagen für außergewöhnliche Anforderungen zu entwickeln und zu fertigen, wie das Beispiel einer vollautomatischen Anlage zur kompletten Fertigung von Vorfiltern zeigt.

Auftraggeber war ein auf Filtertechnik spezialisiertes Unternehmen. Dieses liefert Hochleistungsfilter für Öle und Treibstoffe zum Einsatz in Lkw, Großmaschinen sowie Landwirtschaft und Industrie. Innerhalb dieser Anlagen und Maschinen kommen Vorfilter zum Einsatz. Hier spielt – neben der Qualität der Filtrationslösungen – die regelmäßige Entsorgung der Filter eine große Rolle. Je einfacher und umweltfreundlicher dies umzusetzen ist, desto nachhaltiger und kostengünstiger sind solche Systeme zu betreiben.

Ein Material für Filter und Gehäuse

Ein wichtiger Punkt bei der Entsorgung ist der Aufbau der Vorfilter – je weniger verschiedene Materialien verwendet werden, desto einfacher ist dies. Mit der Helix Filter-Mantelschweißanlage lässt sich der Vorfilter, der aus einem Filtergehäuse (Stützkörper) sowie dem Filter besteht, aus einem Material fertigen. Auf der Produktionsanlage von Richter kann für die vollautomatische Herstellung der Vorfilter beispielsweise Polypropylen als Rohmaterial verwendet werden. Dieses wird auf Rollen angeliefert, in die Anlage eingehängt, im Durchlauf gelocht und anschließend im Helixverfahren (Spiralverfahren) per Überlapptechnik verschweißt. Zum Einsatz kommt hierbei das Ultraschall-Schweißverfahren mit Polypropylen, das sich seit Jahren in vielen Bereichen wie der Automobil-, Verpackungs- und Textilindustrie sowie der Medizintechnik bewährt hat.

Bei diesem Fügeverfahren für thermoplastische Kunststoffe werden die gewünschten Teile auf mikroprozessorgesteuerten Schweißanlagen verschweißt. Dabei wird über eine Sonotrode eine Schallschwingung in ein Fügeteil eingekoppelt. Diese Schallenergie wird dann durch eine gezielte Fügenahtgeometrie in Wärme umgewandelt um die Plastifizierung in der Fügezone zu erreichen. Durch das Helix-förmige Schweißen entsteht eine schraubenförmige Struktur, die äußerst stabil ist.
Der Vorteil für den Kunden liegt in der Prozesssicherheit durch den vollautomatischen Ablauf dieses Verfahrens. Zu Beginn des Prozesses werden der gewünschte Filterdurchmesser, die Stücklänge sowie die Stückzahl angegeben, wodurch sich die Ausstoßseite der Schweißeinheit im passenden Winkel einstellt. Die Maschine ist ausgelegt für die Herstellung von Durchmessern im Bereich 75 bis 300 Millimeter bei einer maximalen Schlauchlänge von 1.000 Millimeter.

Die Produktionsgeschwindigkeit richtet sich dabei stets nach der Schweißmaschine und der damit verbundenen möglichen Schweißgeschwindigkeit. Nach dem Start zieht die Anlage das Rohmaterial ein und stanzt beziehungsweise perforiert das Band mit einer maximalen Materialgeschwindigkeit von acht Metern pro Minute. Die Maschine ermittelt den Durchmesser und beginnt die zuvor eingegebenen Parameter abzuarbeiten. Eine Tensoreinheit sorgt hierbei für einen Ausgleich von Geschwindigkeitsschwankungen zwischen Stanze und Schweißmaschine. Beide Maschinenbereiche können somit vollständig entkoppelt werden. In der Schweißeinheit erfolgt das Verbinden der Bahnen zu einem festen Schlauch. Die nachfolgende Abschneide-Einheit sorgt für die gewünschte Länge der Schlauchteile. Der Maschinenbediener muss erst dann wieder aktiv werden, wenn das Ende der Rollenbahn erreicht wurde.

Autor: Joachim Richter Systeme und Maschinen GmbH & Co. KG

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