Kompaktsteuerung trotz geringer Grösse

Die deutsche Niederlassung Atlas Copco IAS GmbH hat gemeinsam mit der Konstandin GmbH eine neue Kompaktsteuerung für Fasspumpen entwickelt, die pastöse und viskose Materialien wie Kleb-, Dämm- und Dichtstoffe fördern. Der Pneumatik-Chip lässt sich auf einem minimalen Bauraum von 301x176x 155 mm realisieren und bleibt dabei auch behandschuht einfach bedienbar. Um im rauen industriellen Umfeld teure Produktionsausfälle zuverlässig zu vermeiden, verzichtet die Kompaktsteuerung auf eine problemanfällige Verschlauchung. Zudem spart die robuste Konstruktion Platz, da keine Einhausung in einem Schaltschrank notwendig ist. Stattdessen liefert der Hersteller den Pneumatik-Chip fertig montiert und geprüft, sodass Montagefehler beim Anbringen an die Fasspumpen gar nicht erst entstehen können. Derzeit hat Konstandin bereits rund 600 Pneumatik-Chips der neuen Generation an Atlas Copco geliefert, wobei die jährliche Abnahmemenge zukünftig im vierstelligen Bereich liegen soll.

Anspruchsvolle Anforderungen
«Unsere gemeinsamen Geschäftsbeziehungen reichen schon mehr als 20 Jahre zurück», erzählt Mathias Kraft, Technischer Leiter bei Konstandin. «Daher kam es für uns wenig überraschend, als Atlas Copco Ende 2021 mit einer Anfrage für einen neuen Pneumatik-Chip auf uns zutrat.» Die Anforderungen fielen diesmal allerdings anspruchsvoller aus, als bei den Modellen zuvor: Mit der zunehmenden Automatisierung der Produktionsanlagen muss auch die Steuerung der Fasspumpen für automatisierte Klebe- und Dosiertechnik eine noch höhere Funktionalität bieten. Da für die Förderung der pastösen bis viskosen Materialien wie Kleb- und Dichtstoffe zudem ein ausreichender Durchfluss benötigt wird, schrumpft der verfügbare Bauraum für die einzelnen Steuerungskomponenten. «Die sehr knappen Platzverhältnisse bei unseren hoch automatisierten Produktlinien machten den neuen Pneumatik-Chip notwendig», bestätigt Jürgen Ling, Line Manager Mechanical bei Atlas Copco. «Allerdings gestaltete es sich ziemlich kompliziert, eine solche Kompaktsteuerung nach unseren Wünschen umzusetzen, die sich trotzdem auch mit Handschuhen noch einfach bedienen lässt.» Eine Herausforderung, der sich die Pneumatik-Spezialisten von Konstandin im Laufe des vergangenen Jahres stellten.

Das Herzstück der Pneumatik muss zuverlässig funktionieren
Die neue Kompaktsteuerung kommt bei elektropneumatischen Fasspumpen zum Einsatz, die Kleb-, Dämm- und Dichtstoffe aus Behältern mit einem Fassungsvermögen zwischen 20 und 200 l fördern. Dort steuert sie etwa die pneumatischen Hubzylinder und den Pumpenantrieb. Dabei lässt sich je nach Bedarf eine Reihe Funktionen abbilden, darunter die Hauptfunktionen «Pumpenantrieb ein/aus», «Pumpenheber aufwärts/abwärts» und «Fass belüften». Die für unterschiedliche Anwendungen aus der Automobilindustrie erforderlichen Drücke und Verfahrensgeschwindigkeiten können über entsprechende Druckregler und Drosseln flexibel eingestellt werden. Neben der Standardpneumatik soll die Kompaktsteuerung auch für die neue Plus.Supply-Technologie eingesetzt werden, die den Restkleber beim Fasswechsel auf die Menge eines Joghurtbechers reduziert und damit effektiv Materialkosten einspart. «Die Problematik bestand nun allerdings darin, alle notwendigen Funktionen und Komponenten auf einem möglichst kleinen Bauraum von 301x176x155 mm unterzubringen, wobei der Pneumatik-Chip für die Fertigung mittels Roboterbestückung insgesamt maximal 9 kg schwer sein durfte», berichtet Mathias Kraft. «Daher mussten wir bei einzelnen Bauteilen auch spezielle Sonderkonstruktionen anfertigen, die so überhaupt nicht auf dem Markt verfügbar sind.»
Atlas Copco legt besonders viel Wert auf die Zuverlässigkeit der Kompaktsteuerung. Sie muss mindestens zehn Jahre lang im rauen Industrieumfeld funktionieren und darf keine empfindlichen Bauteile exponieren. Eine Fehlfunktion der Pneumatikkomponenten würde zum sofortigen Linienstopp führen und somit teure Produktionsausfälle beim Anwender verursachen. Um alle potenziellen Problemquellen von vornherein zu eliminieren, verzichtet Konstandin bei den Pneumatik-Chips daher auf eine leckage- und knickanfällige Verschlauchung. «Die komplette Leitungsführung befindet sich innerhalb des Blocks», erläutert Mathias Kraft. «So können die ansonsten häufig auftretenden Montagefehler durch falsch angeschlossene Schläuche gar nicht erst entstehen.» Darüber hinaus ist die Kompaktsteuerung derart robust konstruiert, dass eine komplette Einhausung in einem Schaltschrank unnötig ist. «Derzeit wird lediglich eine platzsparende Blechabdeckung verwendet, sodass insgesamt mehr Bauraum für die einzelnen Komponenten übrigbleibt», fügt Mathias Kraft hinzu.

Enge Kommunikation als Schlüssel der Entwicklungsarbeit
Insgesamt dauerte der Entwicklungsprozess des neuen Pneumatik-Chips etwa ein Jahr. Während dieser Zeit standen die zuständigen Mitarbeiter von Konstantin und Atlas Copco in engem Austausch miteinander. «Wie schon bei den früheren gemeinsamen Projekten wurden wir sowohl im Vorfeld als auch währenddessen hervorragend beraten», berichtet Jürgen Ling. Fehler und Probleme, die in jeder Entwicklungsumgebung früher oder später auftreten, konnten stets offen adressiert und so zügig beseitigt werden. «Wir schätzen dabei auch, dass Konstandin während des gesamten Konstruktionsprozesses stets ein Augenmerk auf den Kostenpunkt legt, sodass wir am Ende sicher sein können, die beste Preis-Leistungs-Lösung zu erhalten», so Jürgen Ling weiter. Bisher lieferte Konstantin bereits 600 Pneumatik-Chips der neuen Generation. Da es sich dabei um das steuerungstechnische Herzstück aller Fasspumpen von Atlas Copco handelt, die in der Automobilindustrie und Automatisierungstechnik zum Einsatz kommen, erwarten die Geschäftspartner eine Abnahmemenge von vierstelligen Stückzahlen pro Jahr.
«Ich sehe die Firma Konstantin als Entwicklungspartner auf Augenhöhe», resümiert Jürgen Ling. «Die Zusammenarbeit läuft sehr gut und die Kollegen haben immer ein offenes Ohr für unsere Probleme und Wünsche. Der Pneumatik-Chip wird nicht das letzte gemeinsame Projekt sein.»

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