Getriebemotoren, WalzenauftragsmaschinenFlüssigkeiten präzise walzen
Jeder kennt sie, jeder nutzt sie – aber kaum einer weiß, wie sie hergestellt werden. Die Rede ist von mit Dekoren bedruckten, lackierten und beschichteten Fussboden- oder Möbelplatten. Für deren Herstelllung werden Walzenauftragsmaschinen eingesetzt, die flüssige Beschichtungsmedien wie Leim, Schmelzkleber, Lack, Härter oder Spachtel aufbringen. Eines der führenden Unternehmen für Walzenauftragsmaschinen ist die Robert Bürkle GmbH in Freudenstadt. Etwa 180 bis 250 dieser standardisierten Maschinen fertigt das 1920 gegründete Unternehmen pro Jahr und betätigt sich darüber hinaus als Sondermaschinen- und kundenspezifischer Anlagenbauer.
Im Laufe der Zeit entstanden so im Bereich Walzmaschinen zahlreiche spezialisierte Maschinentypen. Eine so große Varianz stellt jedoch hohe Ansprüche an Produktion, Logistik und Service. Deshalb wurde das gesamte Spektrum vor kurzem überarbeitet. Ziel war, die Maschinen zu standardisieren, die Komplexität zu reduzieren und die Herstellkosten zu optimieren. Zudem sollten sie bei dieser Gelegenheit auch technisch verbessert und das optische Erscheinungsbild durch Unterstützung eines Industriedesignbüros grundlegend erneuert werden. Während in der Vergangenheit nur einzelne Maschinentypen optimiert wurden, bestand jetzt die Aufgabe darin, zahlreiche Maschinentypen auf einer einheitlichen Plattform zusammenzuführen.
Ein Grundrahmen für jede Arbeitsbreite
Bislang gab es acht verschiedene Maschinengrundrahmen. Ziel war, ein modulares Baukastensystem mit einem einzigen Grundrahmen pro Arbeitsbreite zu entwickeln. Die Konstrukteure konzentrierten sich zunächst auf die Maschinen mit der kleineren Arbeitsbreite bis 1.600 Millimeter, denn diese machen etwa 85 Prozent des Auftragsvolumens aus. Sie führten mehrere spezialisierte Maschinentypen, die sie in der Vergangenheit entwickelten, auf dieser einheitlichen Plattform zusammen. Baugruppen wie Grundrahmen, Höhenverstellung, Transporte, Walzen oder Auftragsaggregat – alles wurde standardisiert. Das neue Plattformkonzept von Bürkle gibt es für den Arbeitsbreiten-Bereich 700 bis einschließlich 1.600 Millimeter in den Standardgrößen 700, 1.300 und 1.600 Millimeter.
Walzenauftragsmaschinen werden eingesetzt, um ein flüssiges Beschichtungsmedium auf ebene Flächen aufzubringen. Dieses wird oben in den Vorratsraum zwischen die Auftrags- und Dosierwalze der Maschine eingefüllt. Die harte Dosierwalze drückt auf die gummierte Auftragswalze. Durch den veränderlichen Druck und Relativgeschwindigkeiten zwischen beiden lässt sich die Flüssigkeitsmenge dosieren. Die Auftragswalze, die auf das Werkstück drückt, rollt auf der Oberfläche des Werkstückes ab und überträgt das Medium. Überflüssiges Medium wird wieder in den Vorratsbehälter zurückgefördert – dadurch kann die Flüssigkeit annähernd verlustfrei verwendet werden. Die Walzen haben standardisierte Kerne, aber eine sehr große Vielfalt unterschiedlicher Gummierungsmischungen mit meist glatten, aber auch individuell strukturierten Oberflächen.
Eine übliche Walz-Lackieranlage umfasst beispielsweise eine oder mehrere Walzmaschinen und entsprechende UV- oder Düsentrockner, die im Wechsel angeordnet sind. Dieser Aufbau lässt sich modular erweitern; meist in der Abfolge Auftrag – Trocknung / Schleifen – Auftrag usw. Natürlich werden in diesem Prozess auch verschiedene Handhabungseinrichtungen zur Beschickung und Abstapelung von Bürkle eingesetzt. Lackiermaschinen und beispielsweise Heißleimmaschinen werden für völlig verschiedene kundenspezifische Anwendungen genutzt. Beide beinhalten dennoch eine große Anzahl gleicher oder ähnlicher Baugruppen und Komponenten.
Die Vereinheitlichung der Maschinenkonstruktion gilt auch für die Antriebstechnik. In einer Walzenauftragsmaschine von Bürkle sind zwischen drei und fünf Antriebe von SEW-Eurodrive integriert. Sie treiben unter anderem die Auftragswalze, die Dosierwalze sowie die Transporteinrichtungen an, die für den Werkstücktransport sorgen. Diese in den Maschinenrahmen integrierte Transporteinheit lässt sich für Wartungsarbeiten einfach herausnehmen. Die Bedienung der Maschine erfolgt über eine Touchscreen-Bedieneinheit.
Beschichtungsmedien wie Leim und Lack legten früher die Hauptunterschiede bei der Antriebstechnik fest. Während bei der Verarbeitung von Leim Standardantriebe verwendet wurden, kamen beim Lackieren druckfest gekapselte, explosionsgeschützte Antriebe zum Einsatz. Denn in der Vergangenheit waren Lacke oftmals lösungsmittelhaltig. Das hat sich mittlerweile geändert: Aufgrund der VOC-Richtlinie der EU für leicht flüchtige organische Stoffe, die die Emissionen bei Lackherstellung und -verarbeitung regelt, sind die heutigen verwendeten Lacke meist lösemittelfrei oder zumindest lösemittelarm. Anders sieht es aus bei den lösemittelhaltigen Reinigungsmedien. Sie werden eingesetzt, um die Lacke und Farben aus der Maschine zu spülen. Und hier ist die EX-Schutz-Problematik nach wie vor gegeben.
Moderne Motoren erfüllen zwar die Vorschriften für „Erhöhte Sicherheit“, die normalerweise auch für den Explosionsschutz Zone 1 und Zone 2 zulässig sind, aber nicht standardmäßig am Frequenzumrichter. Daher wurde die hier eingesetzte Antriebstechnik – und das ist die gesamte Motorreihe – durch die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) geprüft und abgenommen. Bürkle verwendet dabei die neuen, für den FU-Betrieb ausgelegten und abgenommenen EX-Antriebe von SEW-Eurodrive.
Baukastensystem mit vier Getriebetypen
Auch die Zahl der eingesetzten Getriebe wurde durch die Standardisierung verringert. Jetzt decken vier Getriebetypen das gesamte Einsatzspektrum (einschließlich EX-Schutz) ab. Die ATEX-Klassifizierung gilt für Europa und alle Länder, die sich an der europäischen Richtlinie orientieren. Die USA und Südkorea haben eigene landesspezifische Bestimmungen. Für den Export dorthin werden US-Motoren eingesetzt, für die gesonderte EX-Schutz-Maßnahmen gelten.
Die Getriebe basieren mit leichten Modifizierungen auf dem standardisierten Baukastensystem von SEW-Eurodrive. Durch Messungen an bestehenden Maschinen wurden die tatsächlich benötigten Drehmomente ermittelt. Bürkle gelang es, die Getriebegröße so zu vereinheitlichen, dass der Momentenbedarf aller Walzenauftragsmaschinen abgedeckt wird und kommt jetzt sogar mit einer Hohlwelle für das gesamte Getriebespektrum aus. In vielen Fällen konnten so die elektrischen Leistungen der Motoren reduziert werden. Die Antriebe sind außerdem kleiner und aufgrund des reduzierten Energieverbrauchs auch kostengünstiger.
Bei einem vorher im EX-Bereich eingesetzten Wettbewerbsprodukt war das Frequenzspektrum eingeschränkt. Mit den integrierten SEW-Frequenzumrichtern der Baureihe Movitrac B konnte jetzt der Regelbereich vergrößert werden. Sie decken einen Leistungsbereich von 0,25 bis 75 kW ab. Lieferbar sind Ausführungen für den ein- und dreiphasigen Netzanschluss. Neben ihrer guten Geräteausstattung ist diese Serie durch geringes Bauvolumen und sowie hohen EMV-Schutz gekennzeichnet. Außerdem lässt sie sich einfach bedienen und in Betrieb nehmen. Darüber hinaus gibt es zahlreiches Zubehör und Optionen wie Bremswiderstände, Netzrückspeisung, Ausgangsdrosseln und Netzfilter. Mit dieser Antriebstechnik konnte Robert Bürkle seine neue Plattform für die drei grundlegenden Geschwindigkeitsbereiche „Langsam“, „Standard“ und „Schnell“ auslegen.
Strukturierte Lackschicht mit Haptik
Die Bandbreite der Produkte, die sich mit Walzenauftragsmaschinen von Bürkle verarbeiten lassen, ist hoch. Der Schwerpunkt liegt auf der Holz- und Möbelindustrie. Etwa 70 bis 80 Prozent der Maschinen werden an die Möbelindustrie verkauft, einen besonders stark umkämpften Markt. Die Anwendungen erstrecken sich von der Möbellackierung und -beschichtung über den Fußbodenbereich (Parkett- und Laminatlackierung sowie UV-Lack für PVC-Fußböden) bis hin zu Türen und dem sonstigen Innenausbau. Grundsätzlich lässt sich auf diese Weise alles beschichten, was eben ist. Das Gleiche gilt für die Beleimung. Einsatzgebiete sind hier vor allem Kaschier- und Pressenanlagen, aber auch kompakte Schmelzkleber-Beschichtunganlagen. Ein aktueller Designtrend ist, das gedruckte Dekor durch Aufbringen einer erhabenen, strukturierten Lackschicht zusätzlich mit einer Haptik zu versehen. Dadurch wird beispielsweise die Nachbildung von Holzoberflächen noch perfekter. Auch in der Zementindustrie finden sich interessante Anwendungen. So werden heute Betonsteine und -platten, die es anfangs nur in grauer Betonfarbe gab, vielfach mit funktionalen Schichten überlackiert. st