Im Puls der Zeit eingespart

Berührungslose Dosierung von Medien

(PresseBox) ( Germersheim, )
Ein zielgenauer und reproduzierbarer Auftrag von Medien unterschiedlichster Viskosität ist für viele Produktions- und Montageprozesse unerlässlich.

Die fortschreitende Automatisierung und Miniaturisierung in nahezu jedem Bereich der Industrie aber auch die steigenden Preise für unterschiedliche Medien machen den berührungslosen Auftrag von Kleinstmengen nötig. Die wenigen am Markt bestehenden Systeme zeichnen sich vor allem durch eine sehr komplexe und damit teure Gesamtlösung aus. Abhilfe schafft das neu Micro Point Pulsventil(MPP), welches mit seinen kompakten Abmessungen und geringeren Kosten die Ergebnisse teurer Geräte überbieten kann.

Es bestehen am Markt nach dem Stand der Technik einige Technologien zur Dosierung von Medien. Wobei die kontaktlose Dosierung in zunehmender Weise in den Focus für Neukonzeptionen aber auch zur Integration in bestehende Systeme rückt.

Es ist für viele Prozesse wichtig auch kleinste Mengen, teilweise sehr hochviskoser Medien positionsgenau aufzutragen. Bevorzugt wird das MPP zum kontaktlosen Aufpulsen von Medien unterschiedlichster Viskosität, wie zum Beispiel von Fetten, Ölen, Klebstoffen, Lacken, Fluss- und Lösungsmitteln verwendet. Die stetige Verkleinerung der Bauteile und die sich rasant verkürzenden Zykluszeiten stellen immer höhere Anforderungen an das technische Equipment für das Aufbringen von Medien. Es bestehen derzeit nur sehr wenige Systeme zur kontaktlosen Dosierung von Medien, die eine exakte Funktion auch mit einem soliden Preis verbinden können. Diese Synergie konnte mit dem Micro Point Pulsventil der Firma Walther Systemtechnik GmbH geschaffen werden.

Die Ventile wurden aus einer Vollstrahlvariante zum Auftragen von Raupen und größeren Medienmengen entwickelt. Als Ausgangsbasis dienten die Ergebnisse aus einem umfassenden Dauerversuch, der die Schwächen des Ausgangssystem schonungslos offen legte. Die Genauigkeit und Platzierung des Mediums konnte vor den Optimierungsarbeiten nicht als prozesssicher bezeichnet werden.

Das Hauptziel der Entwicklungsarbeiten lag darin, ein System zur Erzeugung von kleinen Medienmengen zu schaffen. Dazu wurden einzelne Systemkomponenten hinsichtlich der Werkstoffe und der Geometrien derart verändert, dass wesentlich längere Standzeiten erreicht werden können.

Die Zielvorgabe bestand darin, aus dem Ausgangssystem ein marktreifes Produkt zu entwickeln mit welchem nicht nur eine bestimmte Zykluszahl erreicht wird, sondern auch reproduzierbare Dosierergebnisse über die gesamte Versuchsreihe zu erreichen.

Es wurden dazu Dauerversuche mit teilweise hochviskosen, pastösen Medien durchgeführt.Die Ergebnisse wurden durch Gewichtsmessung und visuelle Kontrolle aufgenommen und protokolliert. Die Gewichtsmengen konnten im Vergleich zur Ausgangskomponente entscheidend verringert werden. Die Abweichungen im Auftragsbild und der Menge betrugen weniger als 10 Prozent vom Ausgangswert. Es wurde in den Dauerversuchen mit einer Menge von 700µg gearbeitet. Dennoch ergibt sich auch die Möglichkeit große Mengen aufzutragen und weiterhin einen raupenförmigen Medienauftrag zu realisieren.

In einer Einzeldosierung wurden Mengen bis zu 0,5g aufgetragen.Es ist auch während des Betriebes durch Verstellung der Rasternadel eine schnelle Einstellbarkeit der Menge gegeben.

Die Düsen mit Durchmessern von 0,3mm bis 2,0 mm sind in kürzester Zeit leicht austauschbar. Das Ventil ist für Materialdrücke bis zu 100bar konzipiert.

Der Antrieb des Ventils ist wartungsfrei und die Wartung und Reinigung des Gesamtsystems unproblematisch. Es ist mit dem System, medienabhängig möglich über eine Distanz größer 100mm frei fliegende Medienelemente lagegenau aufzupulsen. Dadurch ergeben sich nicht nur entscheidende Einsparpotentiale beim zu dosierenden Medium sondern auch eine Zeitersparnis für den Dosierprozess. Durch die Möglichkeit des kontaktlosen Auftrages können Durchlaufzeiten in Montageprozessen und Verarbeitungszyklen weiter verkürzt werden. Die im Vergleich zur Kontaktdosierung nötigen Verfahrwege werden eingespart.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass keine Fettverschleppung auftreten kann. Damit wird die Verschmutzung verhindert und Benetzung mit Medium nur an den hierfür selektierten Stellen auf dem Bauteil garantiert.

Es wird eine günstigere Alternative gegenüber dem Stand der Technik angeboten, welche in vielerlei Hinsicht Vorteile besitzt.

Es konnte bei Versuchen mit dem MPP ein deutlich exakteres Dosierergebnis, hinsichtlich Menge und Platzierung des Mediums erreicht werden, als bei funktionell vergleichbaren aber wesentlich teureren Produkten des Wettbewerbs. Dazu musste im Vergleich zum Wettbewerb auch keine Beheizung vorgenommen werden. Eine Beheizung ist aufgrund der Fluideigenschaften nicht immer zulässig, da sich bei verschiedenen Medien Komponenten abspalten oder das Medium in seinen Eigenschaften verändert werden kann. Auch im Bereich der Medizintechnik ist eine Beheizung nicht immer möglich da eine Veränderung der Wirkstoffe eintreten könnte.

Die Temperierung kann aber im Gegensatz zur teuren Lösung optional vorgesehen werden. Mit den schnellen Zykluszeiten von bis zu 40Hz ist eine Integration in bestehende Durchlaufprozesse genauso möglich wie die Ergänzung einzelner Handarbeitsplätze.

Durch die exakte und sicherheitstechnisch unbedenkliche Arbeitsweise wird eine saubere Arbeitsumgebung garantiert. Seit einigen Monaten sind zahlreiche Systeme in der Industrie im Einsatz.

Bei einem großen deutschen Dübelhersteller werden auf diese Weise mit einem Dosiervorgang 30mg Schmierstoff in die Bauteile eingebracht und diese so für die weitere Verarbeitung vorbereitet. Es werden dabei im Schichtbetrieb über 115000 Bauteile pro Tag auf diese Weise mit der geforderten Menge Schmierstoff benetzt.

Ein Hersteller für Elektronikbauteile nutzt die Technologie für das Aufbringen eines Kontaktfettes in einer Menge von 300µg vor der anschließenden Fertigmontage.

Es können medienabhängig Zusatzoptionen zum Einsatz kommen. Dadurch und durch die Einbauvariabilität sowie die Erzeugung frei fliegender Medienelemente kann ein breites Anwendungsspektrum erschlossen werden. Durch Minimierung der ausdosierten Menge sind Anwendungen in der Mikrotechologie oder Mikroelektronik ebenso denkbar wie die Bereiche der Lebensmittelindustrie.

Es bietet sich aufgrund der Erzeugung kleinster frei fliegender Medienelemente und der damit verbundenen Sterilität der Einsatz für die Medizintechnik an.

Neben der kontaktlosen Dosierung von Kleinstmengen ist es möglich auch große Mengen auszudosieren, wodurch beispielsweise die Befüllung von Großlagern mit großer Zeitersparnis geschehen kann. Durch die sehr schnelle Ausbringung des Mediums ist es denkbar auch Maschinen bzw. Maschinenteile während des Laufes zu schmieren.

Dadurch könnten sich Wartungsintervalle verlängern und damit verbundene Stillstandszeiten erheblich verkürzen. Auch sonst zwingend notwendige, wartungsbedingte Demontagevorgänge, zur Schmierung von beweglichen Teilen können gezielt minimiert werden. Die enorme Zeitersparnis bei der Dosierung, aufgrund der entfallenden Verfahrvorgänge verbunden mit der Materialeinsparung durch die exakte Arbeitsweise bewirken kürzeste Amortisationszeiten. Weiterführende Entwicklungsarbeiten zielen darauf, auch Kleinstmengen niederviskoser Medien punktförmig zu dosieren.

Damit drängt sich die Frage auf: Kann das MPP die klassische Kontaktdosierung in vielen Bereichen ersetzen ?
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