Neue Produktion in alten Hallen

Eine der Produktionsanlagen für Autoreparaturlacke wird seit etwa eineinhalb Jahren saniert und Stück für Stück bei laufender Produktion modernisiert. In der fünfstöckigen Halle 222, vor rund 30 Jahren gebaut, soll die Produktion jetzt automatisiert werden. Aufgrund der vorhandenen Bausubstanz sind nicht alle gewünschten Veränderungen realisierbar.

In der alten Anlage wurden als erster Produktionsschritt im Vorlegeraum die Flüssigkeiten einzeln mit Treiberschieberzählern bzw. mit Ovalradzählern in offene Behälter dosiert. Da die Rohstoffe meist in Zentraltanks auf dem Werksgelände, zum Teil im Freien, lagern und über Rohre zu den Produktionshallen geleitet werden, sind sie vor allem im Winter beträchtlichen Temperaturschwankungen ausgesetzt. Dies führt zu Dichteänderungen der Flüssigkeiten und damit zu Dosierfehlern bei volumetrischen Meßmethoden.

Nach dem Vorlegen von Löse- und Bindemitteln folgt das Vordispergieren auf der ersten Etage. In diesem Arbeitsgang werden die Pigmente in Pulverform beigemischt. Die Pigmentaufgabe erfolgt manuell über einen hierfür speziell entwickelten Dosierdeckel. Er ermöglicht sowohl die Aufgabe der Feststoffe, als auch das weitere automatische Dosieren von zusätzlichen Flüssigkomponenten über Massedurchflußmesser.

Heute werden die Rohstoffe automatisch von der Dosierstation angewählt und gemischt. Je zwei Stationen ist für jeden Rohstoff ein RotaMass-Massedurchflußmesser zugeordnet, der die durchfließende Masse und deren Volumen unter Berücksichtigung der jeweiligen Temperatur ermittelt. Die Messung basiert auf dem Coriolis-Prinzip. Dazu wird die von Gustav Gaspard de Coriolis im Jahre 1835 entdeckte Trägheitskraft genutzt, die in einem rotierenden System auf einen sich bewegenden Körper einwirkt. Die Messung funktioniert prinzipiell so: Parallele Meßrohre befinden sich in einer ständigen Drehschwingung um die Flansch-Flansch-Achse. Das sie durchfließende Medium erzeugt eine Überlagerung der Coriolis-Bewegung mit der Grundbewegung. Die Vektoren beider Kräfte stehen senkrecht aufeinander. Infolge der Interferenzen resultieren an den Sensoren Signale mit einer Phasenverschiebung zueinander. Diese Differenz der Phasen ist dem Massestrom in den Rohren direkt proportional.

Bei den Durchflußmessern wurde die mechanische Entkopplung von angrenzenden Leitungen realisiert. Dank des entkoppelten Meßgliedes ist es daher möglich, auf der Leitung liegende Schwingungen zu eliminieren. Die Messung wird dadurch unabhängig von äußeren Kräften und Vibrationen.

Die Dosierstation besteht aus dem Gebinde und dem Dosierdeckel, an den die verschiedenen Zuleitungen und die Ex-Eingabeeinheit angeschlossen sind. Durch Vernetzung der zugehörigen Steuerungen sind die erforderlichen Daten an jedem Terminal verfügbar. In Zukunft können alle Arbeitsplätze online an das interne Datennetz angeschlossen werden.

Der Dosierdeckel wurde von den Ingenieuren bei Herberts entwickelt. Er ermöglicht die Dosierung im geschlossenen System, wodurch sich die Emissionen erheblich verringern. Zudem sind einzelne Komponenten im Gegensatz zu früher gleichzeitig dosierbar und der Arbeitsplatz bleibt sauber. Die zentrale Bedienung der Dosiervorgänge spart darüber hinaus Arbeitswege und Zeit. Durch den Einsatz der Massedurchflußmesser konnte die Dosier- und Meßgenauigkeit deutlich gesteigert werden, da das Meßverfahren unabhängig von Dichte, Temperatur oder Gaseinschlüssen ist.

Je zwei Dosierstationen sind zu einer Einheit zusammengefaßt. Während an der einen Station die Komponenten angewählt werden, wird an der anderen der Behälter gewechselt. Die Zulaufventile sind direkt im Deckel angebracht, dadurch kann das Produkt sehr genau abgemessen werden. Die Dosiergenauigkeit liegt bei ±100 g bei einer Größenordnung von 1000 kg. Sollte sich eine große Gasblase in der Leitung befinden, so daß für mehr als 10 s keine Flüssigkeit einströmt, gibt das System automatisch eine Fehlermeldung ab und der Dosiervorgang wird abgebrochen. Der entsprechende Rohstoff muß dann mit Hilfe einer Waage nachdosiert werden.

Die Datenerfassung und Protokollierung der einzelnen Arbeitsschritte soll in Zukunft ein zentrales Datenerfassungssystem übernehmen. Jedes einzelne Batch kann dann genau zurückverfolgt werden, ohne umfangreiche Meßprotokolle zu überprüfen. Das System führt automatisch die Rezeptnummer und Fertigungsnummer im Dosierprotokoll, was die Übersicht erleichtert.

Für Herberts ändert sich als Zulieferer der Autoindustrie jedes Jahr die Produktpalette. Die Rezepturen der Serienlacke müssen jedoch als Autoreparaturlacke zehn Jahre verfügbar sein. Deshalb bedeutet die computergestützte Archivierung der Rezepte eine große Arbeitserleichterung, da jedes Jahr weltweit im Durchschnitt etwa 500 Farbtöne dazu kommen. Ein Fahrzeug ist im Laufe seines Lebens mehr oder weniger UV-Strahlung und anderen Umwelteinfüssen ausgesetzt, die den Farbton verändern. Um den richtigen Ton zu treffen, existieren zu vielen Farbtönen mehrere Nuancen, unter denen der Lackierer auswählen kann.

Beim Vordispergieren ist heute automatisches Chargensplitting möglich: Eine Sieben-Tonnen-Charge wird computergesteuert auf mehrere Behälter verteilt. Die Fehlermöglichkeit aufgrund ungenauer Berechnungen ist somit ausgeschlossen, denn zum vorgelegten Lösemittel werden weitere Komponenten automatisch zugegeben. Der Vorgang wird ebenfalls über eine zentrale Station gesteuert und berechnet. Mit der Modernisierung vereinfachte sich auch das Handling. Die einzelnen Abläufe sind transparenter geworden und die Geräte problemlos zu bedienen, da sie den Anwender zum Teil selbständig durch die Bedienung führen. Das aufwendige Anlernen jedes einzelnen Mitarbeiters wurde somit wesentlich vereinfacht. Nur die Zugabe von Pigmenten erfolgt noch manuell. Eine automatische Aufgabe wird zwar angestrebt, ist aber aufgrund der unterschiedlichen Verpackungen und der relativ kleinen Batchgrößen (ca. 2600 kg) noch nicht wirtschaftlich realisierbar.

Im obersten Stockwerk der Produktionshalle befindet sich die Hauptdispergieranlage. In Multikammermühlen wird der Lack mit Hilfe von keramischen Mahlkörpern dispergiert. Dieser Prozeß läuft kontinuierlich, bis die einzelne Charge durchgelaufen ist. Die entsprechende Durchflußregelung für die Verweildauer des Produktes im Dispergieraggregat wird ebenfalls unter Zuhilfenahme von RotaMass-Massedurchflußmessern realisiert.

Da früher nur mit mechanischen Zählern gearbeitet wurde, war jetzt ein neuer technischer Betriebsraum notwendig. Die Schränke füllen sich allmählich mit Meßumformern der Massedurchflußmesser und den Steuerungen der Abfüllanlagen und Fertigmischer, die in Zukunft von einer zentralen Stelle aus kontrolliert und an das hausinterne Datennetz angeschlossen werden können.

Nach dem Hauptdispergieren gelangt der Lack in den Fertigmischer, wo noch einmal Löse- und Bindemittel sowie Hilfsstoffe über Massedurchflußmesser zugegeben werden. Bevor die fertige Charge – zum Teil über Rohrleitungen, zum Teil in Tanks – zur Abfüllung geleitet wird, erfolgt eine anwendungstechnische Qualitätskontrolle des fertigen Lackes. Die computergestützte Überwachung der einzelnen Vorgänge stellt eine lückenlose Rückverfolgung der einzelnen Produktionsschritte sicher.

Weitere Informationen cav-200