Kompakte Drucksache

Keramische Isolatoren für den Hochvoltbereich müssen enormen Lasten standhalten. Innerhalb des Materials dürfen keine Unregelmäßigkeiten, gleich welcher Art, auftreten. Lufteinschlüsse etwa können 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 mit Firmensitz bei Görlitz 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.

Kompakte Planetengetriebe

Eine Optimierung des Prozesses erzielt die Firma auch durch die neuen Planetengetriebe der Baureihe P2.e von SEW-Eurodrive. "Mit ihrer Hilfe bekommen wir eine viel bessere Füllgradregelung in den Prozessverlauf", erklärt Dipl.-Ing. Torsten Seidel, Geschäftsführer von ECT-Kema. "Durch die platzsparenden P2.e-Getriebe können wir neben dem Schneckenantrieb nun auch separate Antriebe für die Einräumwalzen platzieren." Die Integration der P2.e-Planetengetriebe in die Extruder von ECT-Kema stelle einen bedeutenden Fortschritt für das Unternehmen dar. "Die technischen Merkmale der P2.e-Getriebe tragen maßgeblich zur Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit der Extruder bei", so Seidel.

Der Wechsel vom bisher verbauten Antrieb auf ein dreistufiges Planetengetriebe reduziert Gesamtmasse, Baulänge und Bauhöhe – bei unverändert hohem Leistungsdurchsatz, was Torsten 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 2 Hz absenken", ergänzt Seidel. 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 200.000 Nm, um Pressdrücke bis 200 bar 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 und integrierte 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 sehr 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 sehr abrasiv", erläutert Torsten Seidel. Dieser Abschliff erfordert Schutzmaßnahmen, beispielsweise 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. Im Bereich der Antriebstechnik ist der Spezialist aus Bruchsal seit Jahren ein bevorzugter Partner von ECT-Kema. "Wenn es um die Auslegung des Antriebs geht, um die Leistung und den Drehzahlbereich des Extruders, ist SEW meist sehr früh mit an Bord. Für uns ist diese enge Zusammenarbeit vom ersten Tag an wichtig", unterstreicht Torsten Seidel. Außerdem benötige man einen Partner, der auf denselben Auslandsmärkten aktiv ist.

Komplexe Technik inklusive Steuerung

Durch optimiertes Kneten lässt sich der Pressdruck bei der Extrusion erheblich reduzieren. Das ist wichtig im Hinblick auf immer filigranere Profile, die begrenzte Belastbarkeit der Mundstücke an den Extrudern und den geforderten Ausstoß. Üblicherweise beträgt die Stranggeschwindigkeit etwa 3 Meter je Minute. 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, zum Beispiel Abschneider, Bypass-Technik, Mixer und Zerkleinerungstechnik. Es wird immer komplexer", erläutert Torsten 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 Torsten Seidel. "Der Kunde muss noch seine Keramikmasse zur Verfügung stellen, dann kann es losgehen!"

Christian Rüttling, Marktmanager Industriegetriebe bei SEW-Eurodrive