Dosier- und Mischanlagen richtig planen

Worauf kommt es an? Wie vermeidet man die häufigsten Auslegungsfehler?

Wir benötigen eine Dosieranlage, bieten Sie uns mal etwas an…“. Diese und ähnliche formulierte Anfragen erreichen uns täglich von Neu- oder Bestandskunden. Selbstverständlich freuen wir uns über jede neue Anfrage, doch um ein passendes Angebot für eine Dosier- und Mischanlage erstellen zu können, bedarf es einer genauen Analyse der Aufgabenstellung. Diese ist notwendig, damit die Anlagentechnik optimal auf die Aufgabe abgestimmt werden kann. Nur so kann sichergestellt werden, dass der größtmögliche Nutzen erzielt wird. Doch was genau soll erreicht werden? Warum wird die Investition einer Anlage geplant? Aus Kapazitätsgründen? Kann die geforderte Qualität händisch nicht mehr erreicht werden?

Um eine Anlage seriös zu konfigurieren, müssen alle notwendigen Informationen vollständig zusammengetragen werden: Aufgabenstellung, Prozessparameter, Umgebung, Kaufmännisches, etc. Insbesondere muss die Anlage natürlich auf das zu verarbeitende Material abgestimmt werden. Leichter gesagt als getan, denn hier prallen zwei Welten aufeinander. Der Kunde kennt seinen Prozess und die Anforderungen. Als Anlagen- und Maschinenbauer kennen wir uns mit unserer Dosier- und Mischtechnik aus und können diese auf das jeweilige Material sowie den Prozess auslegen. Aber wie bekommt man beides optimal zusammen? Nichts ist schlimmer als bei der Bedarfsermittlung aneinander vorbeizureden. Daher müssen alle wichtigen Parameter während der Vorbereitungsphase geklärt werden. Je detaillierter und umfassender die Einflussfaktoren bekannt sind, umso erfolgreicher kann die Anlage später arbeiten.

Der generelle Aufbau einer Dosier- und Mischanlage

Die Anlagentechnik besteht im Wesentlichen aus Materialversorgung, dem Dosiersystem, der Applikationseinheit (auch Mischkopf genannt) und der Anlagensteuerung. Die Auswahl des eigentlichen Dosiersystems erfolgt in Abhängigkeit von dem zu verarbeitenden Klebstoff, Dichtstoff etc. Hier stehen Zahnradsysteme, Volumen- bzw. Kolbendosiersysteme und Exzenterschneckenpumpen in verschiedenen Größen zur Verfügung.

Besteht das zu verarbeitende Material aus zwei oder mehr Komponenten, ist es unabdingbar, diese mittels Mischsystem aufzubereiten. Die Auswahl des Mischsystems ist im Wesentlichen abhängig von der Materialviskosität, dem zu erzielenden Mischungsverhältnis sowie der benötigten Dosiermenge/Zeiteinheit. Weitere Parameter wie Mischgüte oder Verarbeitungszeit sind hier zu berücksichtigen. Bei modernen Dosier- und Mischanlagen werden darüber hinaus alle relevanten Prozessdaten unter anderem mit Zahnradmesszellen, Schraubenspindelmessgeber, Coriolismesssysteme etc. überwacht. Mit diesen Ausstattungen ist die Anlagentechnik in der Lage, Prozessabweichungen zu erkennen und automatisch nachzujustieren. Auch der Verschleiß von Komponenten kann hiermit teilweise korrigiert bzw. eine notwendige Anlagenwartung selbständig von der Anlage gemeldet werden.

Damit eine Dosier- und Mischanlage optimal ausgelegt werden kann, verfolgen wir in der Praxis das Mensch-Maschine-Material-Prinzip. Zu den jeweiligen Bereichen werden alle relevanten Einflussfaktoren ermittelt, hinterfragt und bei der Planung berücksichtigt. Der Mensch mit all seinen Stärken und Schwächen ist dabei eine der größten Herausforderungen. Denn lückenhaftes Fachwissen, unterschiedliche Perspektiven und Motivationen, insbesondere bei den Anlagenbedienern können in späteren Jahren unvorhersehbare Folgen in der Produktion bewirken. 

Damit Auslegungsfehler bei der Auslegung der Dosier- und Mischanlage vermieden werden, geben wir hier einen Überblick über mögliche Risiken und Einflussfaktoren während der späteren Produktion und geben Vorschläge, wie diesen bereits bei der Auslegung vorgebeugt werden kann. 

Bei der Anlagenplanung gilt es also, im Vorfeld eine Vielzahl vom Einflussfaktoren zu analysieren. Der Aufwand lohnt sich, denn nur so werden kostspielige Fehler unterbunden und nur so entfaltet die neu zu installierende Technik den größtmöglichen Nutzen.

Mögliche Folgen von Auslegungsfehlern:

  • Gefahr von Produktionsfehlern bzw. Qualitätsschwankungen bei den zu fertigenden Bauteilen 
  • Höherer Anlagenverschleiß 
  • Zusätzliche Wartungs- und Instandhaltungskosten 
  • Fehlende Wertschöpfung: Die Anlagen bieten nicht genügend Mehrwert bzw. amortisieren sich nicht

 

1. Mögliche Einflussfaktoren durch den Mitarbeiter Unterbindungsmöglichkeiten
Verwechslungsgefahr bei der Materialbeschickung an der Anlage - Anlage erfasst Material mittels Barcodescanner
Materialverunreinigung, entstanden beim Gebindewechsel - Anlage besitzt im Materialstrom ein Filtersystem
Lückenhaftes Fachwissen - Einstellen einer Klebefachkraft im Unternehmen
- Regelmäßige Unterweisung der Anlagenbediener
- Schriftliche Arbeitsanweisung in Landessprache
Gesundheitsgefährdung bei der Anlagenbeschickung mit Material - Absaugungen mit Abluft-Kontrolle
- Lehrgänge und Arbeitsanweisung bezüglich Handhabung von Material
Manipulation der Anlagentechnik - Parameter-Passwort-Schutz
„Erfinderreichtum“ der Anlagenbediener - Fachwissen vermitteln, z.B. Klebpraktiker-Lehrgang
- Regelmäßige Überprüfung der Arbeitsplätze und Arbeitsschritte
Handhabung der zu verklebenden Substrate - Schmutz, Rost, Farbreste und andere Fremdstoffe reinigen
- Vorbereitete Flächen nicht mehr berühren, um Übertragung von Hautfetten zu vermeiden
Ergonomische Gestaltung der Arbeitsplätze, Gesundheit,
Leistung, Ausdauer, Konzentration und Motivation der Mitarbeiter
Handhabungsfehler bei Einsatz der Applikationspistolen
- Optimale Materialbereitstellung, Zu- und Abführung
- Ausreichende Belüftung
- Gute Lichtverhältnisse
- Hilfsstoffe bereitstellen (Handschuhe, Sicherheitsbrille)
- Ergonomische Auslegung von Applikationspistolen
2. Mögliche Einflussfaktoren bei der Materialverarbeitung Unterbindungsmöglichkeiten
Materialauswahl - Enge Abstimmung mit Materialhersteller: Material auf Anwendungsfall abprüfen
- Bestimmung der Sicherheitsklassen bei Verklebungen
- Verarbeitungszeit des Materials, z.B. bei schwankenden Umgebungstemperaturen
Aufstellort - Schmutz und Staub: Klebeflächen müssen sauber, fett- und staubfrei sein
Umgebungstemperaturen - Optimaler Temperaturbereich liegt meist zwischen 15 und 25 Grad
- Für gleichbleibende Prozess- bzw. Materialtemperaturen sorgen
- Gleichbleibende Bauteiltemperaturen schaffen (sehr kalte, sehr warme Bauteile verändern die Reaktionsgeschwindigkeit des Materials)
Füllstoffe - Materialkreislauf installieren (ggf. gesteuert)
- Richtige Zufuhr- und Dosierpumpen auswählen
- Material mit Chargenmischer aufbereiten
- Regelmäßige Kontrolle der Material-Dichte
Feuchtigkeit - Richtige Handhabung des Materials bei der Anlagenbeschickung beachten

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