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 oder Ausbildung 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 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

Hilfsmittel und Schutzausrüstung 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

3. Mögliche Einflussfaktoren bei der Anlagenauslegung | Unterbindungsmöglichkeiten

Material Welches sind die generellen Anforderung an den Prozess und die Qualität, insb. die Dosiergenauigkeit?

In diesem Zusammenhang muss das passende Dosiersystem ausgewählt werden: Zahnradsystem, Volumen- bzw. Kolbendosiersystem oder Exzenterschneckenpumpe?
Dosiersystem Füllstoffe des Materials?

Viskosität?

Mischungsverhältnisse?

Druckempfindlichkeit des Materials?

Feuchtigkeitsempfindlichkeit?

Dosiermengen? (klein/groß)

Kontinuierliche Prozessdatenaufzeichnung?

Standzeit/Wartungsintensität?
Applikationsgerät (Mischsystem) Wie soll die Applikation umgesetzt werden: manuell oder automatisiert?

Welche Dosiermengen bzw. Schussgrößen sollen realisiert werden?

Gewicht und Baugröße des Applikationsgerätes?

Ist eine passende Ergonomie/Handhabung umsetzbar?

Definierte Regenerationsposition?

Mischerauswahl: statisch, statisch- dynamisch oder dynamisch?
Medienleitungen Querschnitte und Länge?

Ausführung gekühlt oder beheizt?

Wird feuchtigkeitsempfindliches Material verarbeitet?

Biegeradien bei Schlauchleitungen?
Gebindegröße Auslegung nach dem voraussichtlichen Materialverbrauch/Zeiteinheit

Sind Materialien vor der Verarbeitung aufzubereiten (Entgasen, Aufrühren); ist dies bei der Auslegung zu beachten, sodass es nicht zu unnötigen Produktionsunterbrechungen kommt

Handhabung der Gebindegrößen? (Gewicht, Gefahrgutklasse, Lagerung)
Unterbrechungsfreier Betrieb Redundanz-Betrieb vorsehen (für stillstandlosen Betrieb)
Distanz Materialversorgung bis Applikationsgerät, Leistungsverluste Dezentrale Installation der Anlagentechnik

Einsatz von temperierten Medienleitungen

Dosiersystem in unmittelbarer Nähe der Applikation aufstellen
Prozessabweichungen Überwachung aller kritischen Prozessparameter

Zyklische Überwachung der Dosierung (manuell/automatisch)

Automatische Prozessdatenkorrektur
Sicherung der Prozessdaten Auslegung der Dosiertechnik mit Zahnradmesszellen, Schraubenspindelmessgeber oder Coriolismesssysteme?

Übermittlung an externe Stelle?
Schnittstellen Master/Slave-Funktion

Schnittstellenplan

Standardprozesse Schnittstellenauslegung
Spannungsversorgung Welche Spannung steht zur Verfügung?

Muss ein Trafo vorgesehen werden?
Dosiermengen Dosiermengen klein/groß

Geforderte Dosierleistung

Art der Applikation (Raupenauftrag, Punktauftrag, usw.)

Toleranzen

Ausbildung zum DVS®/ EWF-Klebpraktiker zu jeder DOPAG Dosieranlage für Klebstoffe

Mit einer neuen Bildungsoffensive möchten Innotech und DOPAG dieses Fachwissen gezielt in den Markt bringen. Kunden, die bei DOPAG eine Dosier- und Mischanlage für eine Klebstoff-Anwendung erwerben, erhalten eine Ausbildung zum DVS®/ EWF-Klebpraktiker. „Wir möchten unsere Kunden, sowohl die Prozessverantwortlichen als auch die Anwender dabei unterstützen, den Klebprozess und die vielen Fallstricke besser zu verstehen“, sagt Christian Ostermann, Director Sales DACH bei DOPAG. „Nur so kann eine hohe Sicherheit des Produkts für den Endkunden erreicht und das Wissen im Produktionsprozess und in der Organisation verankert werden.“  

Dennoch passieren in der Praxis zu viele Fehler. Untersuchungen in verschiedenen Industrien sowie die Erfahrungen vieler Klebstoffhersteller zeigen, dass die Ursache für misslungene Verklebungen zu 95 Prozent menschliches Versagen ist. „Prozessverantwortliche vom Planer bis zum Anwender missachten häufig wichtige Eigenschaften von Klebstoffen oder die Richtlinien zur Verarbeitung“, sagt Joachim Rapp, Geschäftsführer von Innotech Marketing und Konfektion Rot GmbH. Aus Unwissenheit kommt es zu unvollständigen Vorgaben für das Auslegen von Dosieranlagen sowie zu Fehlern in der täglichen Verarbeitung. „Mit der Ausbildung zum Klebpraktiker erhalten Projektplaner sowie Bediener einer DOPAG Dosier- und Mischanlage das notwendige Rüstzeug, um Klebeprozesse korrekt durchzuführen. „Dies ist eine zukunftsweisende Zusammenarbeit aller Prozessbeteiligten“, ergänzt Rapp.

Ihre Partnerschaft mit DOPAG:

  • Ein Ansprechpartner für die gesamte Systemlösung
  • Alle Anwendungen aus einer Hand
  • Umsetzung von spezifischen Kundenanforderungen und Automatisierung
  • Kompetente Beratung, Auslegung und Prozessoptimierung
  • Eigenes Technikum für Versuche und Kundenschulungen
  • Enge Zusammenarbeit mit Materialherstellern
  • Jahrzehntelange Erfahrung in der Dosier- und Mischtechnik
  • Globaler Vertrieb und Service in mehr als 40 Ländern

Ihr Ansprechpartner

Christian Ostermann
Christian Ostermann Director Sales DACH
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