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Druckluftantriebe halten Lacke zuverlässig in der Schwebe

2007-04-16

Damit aus Farbe kein Quark wird

Die neuen LZL-03-Druckluftmotoren bringen Lacken die richtige Viskosität bei: b+m Systems baut sie in modulare Farbversorgungseinheiten ein, weil sie wenig Luft verbrauchen und sich durch ein hervorragendes Anlaufverhalten sowie hohe Drehzahlkonstanz auszeichnen.

Wenn Autos, Flugzeuge oder Kühlschränke lackiert werden, kommt der Farbnebel aus den Düsen einer Lackieranlage heraus. Doch wie kommt er in das Leitungssystem hinein? Einer, der das weiß, ist Stefan Kramer. Seine Welt ist das Rühren, Fördern, Dosieren und Applizieren von Farben und Lacken. Der 34-Jährige ist Leiter des Projektmanagements bei der b+m Surface Systems GmbH in Eiterfeld. Das Unternehmen bietet komplette Lackierlösungen aus einer Hand.

Ein Aufgabenschwerpunkt Kramers sind modulare Farbversorgungseinheiten: „Die können in einiger Entfernung vom eigentlichen Lackiergeschehen aufgestellt werden", erklärt er, „und müssen oft explosionssicher ausgeführt sein." Deshalb hätten praktisch alle b+m-Farbversorgungseinheiten eines gemeinsam: einen Luftantrieb. Die Nordhessen setzen dabei auf Motoren der LZL-Bauart von Atlas Copco Tools.

LZL-Motoren geben Sicherheit und sparen Geld

Dass Luftantriebe verwendet werden, hat mehrere Gründe. Zum einem vertragen sich Beschichtungen wie Primer, Basecoats oder Lacke wegen ihrer leicht entzündlichen Lösemittel nicht gut mit elektrischen Antrieben. Zum anderen biete ein Luftmotor handfeste wirtschaftliche Vorteile, sagt Stefan Kramer. Denn die Farbversorgungseinheiten müssen „Schwerstarbeit" verrichten, wenn sie die Farbe in den Gebinden aufrühren. Folglich sind besonders robuste Antriebe nötig.

„Elektromotoren mit dem Leistungsvermögen eines Druckluftantriebs wären um ein Mehrfaches größer und schwerer" als seine pneumatischen Artgenossen, weiß der Diplomingenieur, und sie müssten aufwendig gekapselt werden, wenn explosionsgeschützter Betrieb gefordert ist. Das verursache nicht nur unnötige Kosten, sondern stehe im Widerspruch zu dem Ziel des Unternehmens, „möglichst kompakte Aggregate anzubieten". Dabei gebe es bei Pneumatikantrieben durchaus Unterschiede, erinnert sich Kramer, der seit etwa eineinhalb Jahren auf Druckluft-Lamellenmotoren der LZL-Bauart setzt.

Druckluftantriebe halten Lacke zuverlässig in der Schwebe
Izydor Dziergas, Mechaniker in der b+m-Fertigung, lobt die kompakten, gut ein Kilowatt starken LZL-03-Modelle, weil sie sich „leicht einstellen und regeln lassen". Zudem kann er sie problemlos in neue Anlagen einbauen oder in bestehende nachrüsten: „Mit vier Schrauben am Flansch ist der Installationsaufwand minimal." (Foto: Atlas Copco Tools)

Hohe Beanspruchung der Lager zu Beginn des Rührvorgangs

Um zu umreißen, was für ihn einen guten Motor ausmacht, holt er ein wenig aus; denn einen solchen erkenne man leider nicht immer auf den ersten Blick. „Die Farbmasse ist vor ihrer Verarbeitung ausgesprochen zäh", sagt der Leiter des Projektmanagements. Sie weise eine sehr hohe Viskosität auf, die erst durch das Rühren (Aufmischen) herabgesetzt werde. „Die Lager der Motoren sind daher gerade zu Beginn des Rührvorgangs besonders starken Kräften ausgesetzt, denen leider nicht jedes Fabrikat gewachsen ist." Die früher von b+m eingesetzten Motoren verschlissen häufig an den Wellenlagern der Rührstäbe, weshalb man zusätzliche Stützlager einbaute. „Die vergrößerten allerdings die Einbaumaße und verursachten zusätzlichen Wartungs- und Instandhaltungsaufwand", erinnert sich Stefan Kramer. Darum schauten sich die Eiterfelder nach einem alternativen Fabrikat um, das ohne zusätzliche Wellenlagerung auskäme, länger halten und möglichst nicht mehr kosten sollte. Bei einem LZL schauten sie genauer hin. Dieser Lamellenmotor war damals noch ein Prototyp. Doch Anbieter Atlas Copco zeigte sich flexibel, konstruierte den LZL umgehend nach Kramers Anforderungen um und versah ihn mit dem typischen b+m-Flanschbild. Die Hessen ließen sich daraufhin auf einen risikolosen – weil kostenfreien – Langzeittest ein. Maßgeblich hierfür war neben den kompakteren Abmessungen die verstärkte Wellenlagerung, die zusätzliche Stützlager und deren regelmäßige Wartung erübrigte.

Der inzwischen zum LZL 03 weiterentwickelte Rührwerksmotor musste sich im Versuch der zähflüssigen, thixotropen Masse stellen. Er sollte die Viskosität durch gleichmäßiges Rühren bei einer definierten Misch-Drehzahl verringern und die Farbpigmente in der Schwebe halten. Zur Überraschung der b+m-Tester wies der 1,05 kW kräftige Motor ein gänzlich anderes Anlaufverhalten auf als die bisher verwendeten. Und er verbrauchte trotz höherer Leistung nicht mehr Druckluft.

Druckluftantriebe halten Lacke zuverlässig in der Schwebe
Farbversorgungseinheit für Lackieranlage mit Gebinde. (Bild: Atlas Copco Tools)

 
 



Zwangsführung verbessert Anlaufverhalten

„Die sechs Lamellen des Motors sind paarweise gekoppelt und zwangsgeführt", erläutert Stefan Kramer, weshalb sie sich immer dicht an die Zylinderwand anschmiegen. So werde der Luftverbrauch minimiert. Zudem sei selbst bei niedrigsten Drücken und Drehzahlen ein ausgezeichnetes Anziehmoment sichergestellt – und ein sanfter, ruckfreier Lauf. Werkseitig ist der LZL 03, der ein Atex-Zertifikat besitzt (mit Explosionsschutz-Zulassung nach Ex II 2G T5 IIC D 85 °C), auf einen Arbeitsdruck von 6,3 bar und Leerlaufdrehzahlen von 5000 min-1 im Rechts- wie im Linkslauf ausgelegt. Kramer drosselte das kompakte Kraftpaket einfach per Proportionalventil auf unter 600 Touren und hat alles erreicht, was er brauchte: „Selbst in diesem langsamen Bereich, wo gewöhnliche Lamellenmotoren oft stehen bleiben oder nur noch ruckartig laufen, hält der LZL 03 die voreingestellte Drehzahl konstant. Und das auch bei niedrigen Drücken." Egal, ob der Motor auf 600 oder nur 100 min-1 einstellt ist. Das liegt an der speziellen Lamellen-Zwangsführung im Inneren des Antriebs.

Druckluftantriebe halten Lacke zuverlässig in der Schwebe
Mischmodule einer Lackieranlage, die eines Tages bei einem österreichischen Hausgerätehersteller zum Lackieren von Kühlschränken eingesetzt werden wird. Auf jedem Modul sitzt (blau) ein LZL-03-Rührwerksmotor mit 1,05 Kilowatt (kW) Leistung. (Foto: Atlas Copco Tools)
 
 

Für b+m hat dieses Konstruktionsmerkmal den großen Vorteil, dass die Drehzahl exakt auf die Beschaffenheit der Farbmasse und die Geometrie der Rührflügel am Wellenende abgestimmt werden kann. Wenn man hier Fehler macht, kann es zu Problemen mit der Farbviskosität kommen und der Inhalt stockt oder dickt im Rührgefäß an. „Quarkartige" Massen lassen sich aber schlecht fördern und auf Oberflächen bringen. Damit bei den modularen b+m-Farbversorgungsanlagen auch weiterhin nichts ins Stocken kommt, wurden nach erfolgreichem Testausgang schon über einhundert der pneumatischen LZL-03-Dauerläufer geordert.

Über b+m Surface Systems

Die seit 1992 bestehende b+m Surface Systems GmbH versteht sich als Systemlieferant für Anlagen der Oberflächentechnik und ist führend bei der Verarbeitung wasserverdünnbarer Lacke für Fahrzeuginnenteile. Rund 130 Mitarbeiter sorgen dafür, dass Autos im perfekten Finish erstrahlen, Flugzeuge exakt das gewünschte Farbkleid tragen oder beim Lackieren von Kühlschranktüren keine Tropfnasen entstehen. Doch auch für Kunden, die nicht aus dem Automobil-, Eisenbahn- und Flugzeugbau oder der Hausgerätefertigung kommen, bieten die Nordhessen kundenorientierte Lösungen: Ein T1 genannter Sechs-Achs-Lackierroboter zählt ebenso dazu wie modulare Lackier- und Farbversorgungsanlagen, die heute rund um den Globus eingesetzt werden. (www.bm-systems.com)