maierGROUP Drehdurchführungen für Hochtemperaturanwendungen

Pilotanlage zur Herstellung endlosfaserverstärkter UD-Tapes für Serienanwendungen der Firma ERMAFA Sondermaschinen- und Anlagenbau GmbH in Chemnitz     

ERMAFA steht für mehr als 180 Jahre Tradition, Kompetenz, Know-how und Innovation. Die drei Geschäftsbereiche sind Werkzeugmaschinenbau, Lohnfertigung sowie Sondermaschinen- und Anlagenbau. Für letzteren Bereich werden technologische Komplettlösungen auf den Gebieten der Gummi- und Kunststoffverarbeitung entwickelt. Hierzu gehören Innen- und Labormischer, Misch- und Laborwalzwerke, Kalander, Sonderlösungen für Reifenaufbauelemente sowie Technik für das Reifenrecycling. Auch das Anlagen-Retrofitting wird angeboten.

Für die Temperierung der Walzen an den Anlagen ist hinsichtlich der benötigten Drehdurchführungen eine große Vielfalt an Nennweiten und Bauformen notwendig. Hier verlässt sich ERMAFA seit Jahrzehnten auf die Produkte der maierGROUP.

Ausgangssituation: 

In Kooperation mit der thermoPre ENGINEERING GmbH entwickelte die ERMAFA eine KET`s -Pilotlinienanlage zur einstufigen Direktverarbeitung endlosfaserverstärkter UD-Tapes und faserverstärkter, einsatzangepasster thermoformbarer Halbzeuge. Die völlig neuartige Technologie der einstufigen Direktverarbeitung wurde im Rahmen des Wachstumskerns thermoPre entwickelt und patentiert. Für die KET`s -Pilotlinie wird diese Technologie für die Serienanwendung umgesetzt

UD steht für unidirektional ausgerichtete Verstärkungsfasern, z.B. aus Carbon oder Glas, die in eine thermoplastische Matrix eingebettet werden.

Mit dieser Anlage werden die Prozeßschritte Compoundierung, Faserzuführung, Imprägnierung, Konsolidierung und Kalibrierung in einem einstufigen kontinuierlich arbeitenden Produktionsprozess realisiert.

Für die letzten beiden Prozesse wurde ein 3-Walzen-Kalander entwickelt, der aus Gründen der Flexibilität für Walzenoberflächentemperaturen bis 350°C ausgelegt ist.

Herausforderung

Die Durchleitung des Wärmeträgeröls in die Walzen ist in diesem hohen Temperaturbereich sehr anspruchsvoll. Nicht nur die Wärmeausdehnungen der unterschiedlichen Komponenten sind zu berücksichtigen, sondern vor allem die chemische Reaktion des Verkokens oder Vercrackens (Entstehung von abrasiver Ölkohle). Durch diesen Vorgang, der beim Zusammentreffen des heißen Wärmeträgeröls mit dem Luftsauerstoff im Dichtungsbereich entsteht, wird die Lebensdauer der ölabdichtenden Elemente maßgeblich verkürzt.

Lösung:

Für derartige Anwendungen hat die maierGROUP folgende Produkte entwickelt:
Für höhere Drehzahlen hat sich die wälzgelagerte Baureihe DQ bewährt. Sie wird oberhalb von 250°C bis 400°C mit separater Kühleinheit betrieben. Diese fördert gekühltes Öl durch den Lager- und Dichtungsbereich, erfüllt somit eine Kühl- und Schmierfunktion und hält die Luft von der Dichtungsstelle fern.

Für niedrigere Drehzahlen, die im beschriebenen Fall vorliegen, ist die bewährte kohlegelagerte Baureihe HW mit Inertgas-Vorlage die wirtschaftlichste Lösung. Hier sorgt eine anstehende Inertgasvorlage (z.B. mit Stickstoff) dafür, dass kein Sauerstoff an die Dichtungsstelle gelangt, wodurch das Vercracken vermieden wird.

Ausblick:

Neben dieser KET`s-Pilotlinie ist die ERMAFA im Wachstumskern thermoPre plus maßgeblich am Aufbau einer zweiten Anlage beteiligt, welche zukünftig für Materialentwicklungen eingesetzt wird.