Keramische Isolatoren für den Hochvoltbereich müssen großen Lasten standhalten. Innerhalb des Materials dürfen keinerlei Unregelmäßigkeiten auftreten. So können Lufteinschlüsse den Isolator bei mechanischer oder thermischer Belastung komplett zerstören. Werden die Bauteile ihrer komplexen Querschnitte wegen mit einem Extruder gefertigt, muss das Material daher optimal durchmischt, geknetet und entlüftet werden – bei gleichzeitig möglichst hohem Durchsatz an der Maschine und konstanter Stranggeschwindigkeit. Diese Vielzahl an Parametern in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Rohmasse zu beherrschen, ist das Spezialgebiet von ECT-Kema.
Der Sondermaschinenbauer fertigt vor allem Schneckenextruder, die einen kontinuierlichen Vorschub des Materials ermöglichen. Die Herausforderung bei dieser Art der Extrusion ist, die Homogenität des Materials durchgehend zu gewährleisten und unerwünschte Spannungen im fertigen Werkstück zu vermeiden. Neben aktuellen Erkenntnissen aus der Materialforschung fließen auch technische Neuerungen in die Projektierung der Sondermaschinen ein. So steuert ECT-Kema den Extrusionsprozess mit umfassender Sensorik, weil die Anforderungen an die Maschinen ebenso spezifisch sind wie ihre Einsatzbereiche.
Planetengetriebe sorgen für bessere Füllgradregelung
Eine Optimierung des Prozesses erzielt die Firma auch durch die Planetengetriebe der Baureihe P2.e von SEW-Eurodrive. „Mit ihrer Hilfe bekommen wir eine viel bessere Füllgradregelung in den Prozessverlauf. Durch die platzsparenden P2.e-Getriebe können wir neben dem Schneckenantrieb nun auch separate Antriebe für die Einräumwalzen platzieren“, erklärt Dipl.-Ing. Torsten Seidel, Geschäftsführer von ECT-Kema. „Die technischen Merkmale der P2.e-Getriebe tragen maßgeblich zur Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit der Extruder bei.“ Warum Unternehmen mit Connected Engineering schneller, sicherer und wettbewerbsfähiger werden ‣ weiterlesen
Von Insellösungen zum vernetzten Engineering-Ökosystem
Der Wechsel vom bisher verbauten Antrieb auf ein dreistufiges Planetengetriebe reduziert Gesamtmasse, Baulänge und Bauhöhe – bei unverändert hohem Leistungsdurchsatz, was Seidel bestätigt: „Es gibt einen Mindestbauraum zwischen den Einräumwalzen und der Transportschnecke. Bisher wurden die Einräumer deshalb über ein Verteilergetriebe angetrieben.“ Dadurch war die Drehzahl der Einräumer jedoch von der Schneckendrehzahl abhängig – eine Einschränkung, die Dank der P2.e-Getriebe beseitigt ist. „Außerdem können wir die Drehzahl der Schnecken bis unter 2Hz absenken“, ergänzt der Geschäftsführer. So sind kleinere Durchmesser am Ende des Presskanals möglich, ohne die Maschine zu überlasten. Neben der hohen Leistungsdichte erfüllen die P2.e-Getriebe auch alle Anforderungen an Performance und Robustheit: In Keramikextrudern liegen typische Drehmomentbereiche zwischen 1.000 und 200.000Nm, um Pressdrücke bis 200bar zu erzielen. Kräfte, die von der dauerfesten Verzahnung und der robusten Direktlagerung der Planetengetriebe aufgenommen werden. Das trägt maßgeblich zur hohen Betriebssicherheit der Baureihe P2.e bei – ein weiteres Plus nicht nur in der Extrudertechnik, in der große Anstrengungen unternommen werden müssen, um den Verschleiß zu minimieren.
Direktantrieb mit integrierter Kühlung
Die bei ECT-Kema verbauten Getriebe werden von Motoren der Baureihe DRN.. angetrieben. Diese sind über einen Ritzelzapfen direkt mit dem Planetengetriebe verbunden. Der Motordirektanbau erspart den sonst üblichen Adapterflansch, wodurch die Antriebseinheit auch in der Länge kompakt ausgeführt ist. Die Getriebe überzeugen zudem durch ihre hohe thermische Grenzleistung. Ein in die Motorschnittstelle integrierter Lüfter saugt die Umgebungsluft radial an, beschleunigt diese und erzeugt einen kühlenden Luftstrom. Dadurch können die Getriebe auch bei hoher Auslastung zuverlässig im vorgesehenen Temperaturbereich betrieben werden – ganz ohne aufwändige externe Kühlsysteme.
„Die Keramikmasse ist abrasiv ohne Ende“, erläutert Seidel. Dieser Abschliff erfordert Schutzmaßnahmen, z.B. das Auskleiden von Maschinenteilen mit widerstandsfähigen Beschichtungen oder gar Hartmetall. Entscheidungen darüber treffe man stets in enger Zusammenarbeit mit dem Kunden, so der Geschäftsführer. Ziel sei, die Eigenschaften der gesamten Anlage so festzulegen, dass man gleichmäßige Wartungszyklen erreicht – meist ein knappes Jahr. Die wartungsarmen und robusten Planetengetriebe sowie die hohe Teileverfügbarkeit von SEW-Eurodrive unterstützen diese Zielsetzung.
Komplexe Technik aus einer Hand
Durch optimiertes Kneten lässt sich der Pressdruck bei der Extrusion reduzieren. Das ist wichtig im Hinblick auf immer filigranere Profile, die begrenzte Belastbarkeit der Mundstücke an den Extrudern sowie den geforderten Ausstoß. Üblicherweise beträgt die Stranggeschwindigkeit etwa 3m/min. Mit ihr taktet der Kunde seine gesamte Anlage durch: Cutter, Ofen, Mikrowellentrockner – bis hin zur Verpackung. „Anfangs hatten wir unsere Geschäftsaktivitäten auf Extruder beschränkt. Doch jede erfolgreiche Konstruktion bildete die Blaupause für die nächste, kundenspezifische Lösung mit zusätzlichen Optionen und den jeweils erforderlichen regionalen Anpassungen. Heute liefern wir die Kühltechnik mit, eine leistungsfähige Steuerung, die vor- und nachgeschaltete Geräte mit einbindet, z.B. Abschneider, Bypasstechnik, Mixer und Zerkleinerungstechnik. Es wird immer komplexer“, erläutert Seidel.
Mittlerweile fertigt ECT-Kema Anlagen mit Leitungen, Kabeln, Bypass, Beschickungssystem, Mess- und Wägeeinrichtungen. Am Unternehmensstandort wird die gesamte Anlage aufgebaut und ihre Steuerung programmiert. Das spart beim Kunden sehr viel Zeit bei der Inbetriebnahme. „Dadurch sind wir in der Regel innerhalb einer Woche fertig“, berichtet der Geschäftsführer. „Der Kunde muss noch seine Keramikmasse zur Verfügung stellen, dann kann es losgehen!“
