Feinfühlige Montage von Kühlwasserdurchflussreglern

Ohne Kühlwasserdurchflussregler sind einwandfreie Fertigungsergebnisse von Spritzgieß- und Blasmaschinen in der Kunststoffindustrie nicht denkbar. „Mit den Feinregulierventilen in unseren Durchflussreglern der Baureihen 101 und 301 können die Anwender das Kühlwasservolumen so präzise einstellen, dass die Arbeitstemperatur an den Spritzgussformen aufs Grad genau stimmt“, erklärt Norbert Fröhlich, Konstrukteur bei der Wittmann Kunststoffgeräte in Wien. Montiert werden die Produkte des Herstellers aus Österreich mit einem Tensor-Schraubsystem von Atlas Copco Tools. „Bis zu 12 Kühlkreisläufe und Durchflussmengen von 0 bis 30 Litern je Kreis und Minute schaffen unsere Geräte“, sagt Fröhlich und erläutert an einem Schnittmodell die Funktionsweise dieser wichtigen Apparate.

In die 1/4-Zoll- und M24x1,5-Gewinde des Grundkörpers aus glasfaserverstärktem Polyamid schrauben die Wittmann-Mitarbeiterinnen Thermometer (1/4 Zoll) und die Feinregulierventile (M24x1,5) für den Vor- und Rücklauf. Bis zu 40 Prozent Glasfaseranteil machen die Polyamidkomponenten stabiler und wärmebeständiger, und die Einbauteile sind für höchstmögliche Korrosionsbeständigkeit aus Messing gefertigt.

„Die Materialpaarung aus Kunststoff und Messing ist im Betrieb wechselnden Drücken bis 10 bar und Temperaturen bis zu 100 Grad Celsius ausgesetzt“, sagt Fröhlich. „Deshalb verschrauben wir die Bauteile besonders drehmomentgenau.“ Die Verbindungen könnten sich sonst auf Dauer lockern und teure Schäden an den Spritzgieß- und Blasmaschinen verursachen. Doch die zuverlässig hohe Drehmomentwiederholgenauigkeit des Tensor-Systems von ± 7,5 Prozent (über 6 Sigma) stellt sicher, dass sich keine Verschraubung ungewollt löst.

Ein Schraubwerkzeug für alle Durchflussregler

Vor der Anschaffung des Tensor-Werkzeugs hatten die Mitarbeiterinnen in der Produktion mit Druckluftwerkzeugen vormontiert und jede einzelne Verschraubung per Drehmomentschlüssel von Hand auf die erforderlichen 14 Newtonmeter (Nm) angezogen. „Bei kleineren Stückzahlen war das noch vertretbar, doch inzwischen verschrauben wir täglich rund 1500 Ventile – da brauchten wir eine ergonomische und prozesssichere Lösung“, begründet Fröhlich den Wechsel. Ein Montagefachmann von Atlas Copco schlug vor, die Pneumatikschrauber und Knickschlüssel durch ein gesteuertes Schraubsystem zu ersetzen. Nach anfänglicher Skepsis testete Wittmann unverbindlich ein Vorführsystem und profitierte auf Anhieb von mehreren Vorteilen.

Leichteres Handling und sofortige Klarheit über das Arbeitsergebnis

„Unsere Prozesssicherheit konnten wir deutlich verbessern“, lobt Fröhlich die Vorzüge des digital gesteuerten Schraubens: Die feinfühlige Steuerelektronik erkenne schon beim Verschrauben etwaige Probleme. Beispielsweise werden Materialfehler wie schadhafte Gewinde aufgedeckt, wenn der Eindrehwiderstand vom programmierten Wert abweicht, und selbst vergessene O-Ring-Dichtungen entlarvt das Tensor-System. „LED-Signale am Werkzeug fordern die Bedienerinnen in solchen Fällen zur umgehenden Korrektur auf!“ Ein weiterer Vorteil liege darin, dass keine Schraubfälle mehr vergessen werden können, weil das Tensorsystem die Montage überwacht. Zu der Gewissheit, dass jede Verschraubung mit derselben hohen Genauigkeit angezogen wurde, kommt für die Wiener Kunststoffspezialisten auch noch ein verbesserter Arbeitsschutz. Den bewertet Wittmann nämlich gleichrangig mit hoher Produktivität, und so baute man den Tensor-DS-Schrauber in einen Parallelarm ein. Diese praktische Handhabungshilfe überspannt den kompletten Arbeitsbereich und nimmt sämtliche Reaktionskräfte beim Schrauben auf. „So schonen unsere Montagemitarbeiterinnen gegenüber der früheren Arbeit mit handgehaltenen Werkzeugen ihr Hand-Arm-System und brauchen den Tensor nur noch an die jeweilige Schraubstelle zu führen.“ Sobald sie den Stabschrauber auf das Feinregulierventil positioniert haben, setzt der integrierte Schubstarter den Schraubzyklus automatisch in Gang.

Den ausgesprochen leisen und vibrationsarmen Betrieb im Vergleich zu den früher eingesetzten Pneumatikwerkzeugen mit Drehmoment-Abschaltkupplung wüssten die Mitarbeiterinnen sehr zu schätzen, erklärt Norbert Fröhlich: „Die Damen sind froh, dass sie keine Reaktionsmomente mehr abfangen müssen und das Schraubsystem ihnen umgehend die Ergebnisse meldet.“

Bild: Der vom Tensor gelöste Schraubfall ist am Schnittmodell des Durchflussreglers gut zu erkennen: Die Werkstoffkombination von glasfaserverstärktem Polyamid, O-Ring-Dichtungen aus EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-Kautschuk) und Ventilkörpern aus korrosionsfestem Messing verlangt eine hohe Drehmomentgenauigkeit bei der Montage. (Foto: Atlas Copco Tools)