Voestalpine Polynorm setzt auf Walther Präzision 1

Was sich so einfach anhört, war mit einer diffizilen Aufgabenstellung verbunden.

Es ging um eine Herausforderung der besonderen Art: Das Werkzeugbauunternehmen voestalpine Polynorm in Schwäbisch-Gmünd wollte die Kühlkreisläufe von Werkzeugen mit einem Mono-Kupplungssystem ausstatten, das bei einer großen Nennweite von 80 Millimetern eine hohe Durchflussleistung bietet und das sich gegen Restdrücke von rund 3 bar ohne Leckageverluste umkuppeln lässt. Walther Präzision aus Haan lieferte nach Schwäbisch Gmünd zehn spritzfreie Clean-Break-Kupplungen der Serie CN, die sich bereits in der Prozessindustrie als tropffreies Verbindungssystem bewährt haben. „Wir verfügen auf dem Gebiet Schnellkupplungen für Werkzeuge über jahrelange Erfahrung“, erklärt Dipl.-Ing. Dirk Heinrich, Leiter der Entwicklung bei Walther Präzision. Die Kupplungssysteme kommen zum Einsatz an einem Warmumformwerkzeug. Klarwasser mit einem geringen Emulsionsanteil sorgt für die Abkühlung des Hybridbauteils. Der Kühlkreislauf erhitzt sich von 27 auf maximal 130 Grad Celsius.

Die Schnellkupplung mit Handrad sorgt im Werkzeugbau von Voestalpine Polynorm dank entsprechender Übersetzung trotz der großen Nennweite für einfaches, sauberes und zugleich leichtes Handling.

Eingebaute Sperre sorgt für Sicherheit

Walther Präzision hat für die chemische Industrie die CN-Serie entwickelt, die es mittlerweile für Nennweiten von 25 bis 100 Millimetern gibt. Die Kupplungen bestehen aus Edelstahl 1.4571. Voestalpine setzt den Typ CN-080 (Nennweite 80 Millimeter) ein, der für maximal 16 bar Betriebsdruck (im ge- und entkuppelten Zustand) ausgelegt ist. Die Leckagemenge beträgt bei Wasser (bei Raumtemperatur und einem Überdruck von einem bar) 1,3 Milliliter. Dank dieses extrem niedrigen Leckagewertes im Tröpfchenbereich kommt es auch nicht zu einem Eintritt von Luft, die sich zusammen mit dem kochendheißen Wasser mischen würde. Bei einer konventionellen Kupplung würde dagegen bei dieser großen Nennweite ein Medienverlust von rund einem halben Liter pro Kupplungsvorgang auftreten.

„Für unser System sprechen die große Nennweite, die hohen Durchflusswerte und die Integration in den dafür vorgesehenen Einbauraum“, erklärt der Entwicklungsleiter. Das Unternehmen empfahl für den rauen Betriebsalltag die Lösung mit Handrad, die dank entsprechender Übersetzung trotz der großen Nennweite für einfaches, sauberes und zugleich leichtes Handling sorgt. Das Konstruktionsprinzip mit Kurvenverriegelung bietet eine gute Kraft-Weg-Übersetzung. Für Sicherheit (beispielsweise vor Dampfaus­tritt) beim Entkuppeln sorgt eine eingebaute Sperre: Die Kupplung lässt sich dank der Kurvenverriegelung nur bis zu einem gewissen Punkt drehen. Der Mitarbeiter muss dann etwas Kraft aufbringen, um einen spürbaren Widerstand zu überwinden. Es ist sichergestellt, dass die Ventile geschlossen sind, bevor die Kupplungshälften getrennt werden.

„Es handelt sich bei dem System für Voestalpine Polynorm zwar um eine Serienlösung, doch kundenorientierte Anpassungen bleiben trotzdem möglich. Dank der Änderung unseres Anschlusses konnte unser Kunde zusätzlich einen Gewindeadapter und somit Kosten einsparen“, sagt Entwicklungsleiter Heinrich.

Die Lösung kommt branchenübergreifend an: Sie wird außer in der Chemie und dem Werkzeugbau neuerdings auch in großen Baumaschinen eingesetzt. Es handelt sich dort um die hydraulischen Rückläufe, die hohe Anforderungen an niedrigen Druckverlust bei gleichzeitig hohen Volumenströmen stellen. Die großen Schnellkupplungen der CN-Serie (Nennweite 100 Millimeter) ermöglichen es, quasi per Plug-and-Play-Verfahren, an Ölversorgungen anzudocken oder von ihr gelöst zu werden.

Autor: Nikolaus Fecht, freier Journalist für Walther

 

Technik im Detail

Wo es Schnellkupplungssysteme  braucht

Schnellkupplungssysteme sind für die Automatisierung und die flexible, rationelle Nutzung von Werkzeugen und Komponenten in Technik und Sicherheit wegweisend. Diese Systeme ermöglichen es, dass Roboter selbsttätig Werkzeuge wechseln, dass Chemieunternehmen in ihren Verladestationen Gefahrgüter unter Beachtung höchster Arbeits- und Umweltschutzstandards sicher umschlagen können, dass Hydrauliksysteme leckagefrei arbeiten oder dass medizinische Aggregate zuverlässig arbeiten. Eine wichtige Rolle übernehmen sogenannte Clean-Break-Kupplungen. Das spezielle Konstruktionsprinzip sorgt für spritzfreies Kuppeln und Entkuppeln auch mit langen gefüllten Schlauchleitungen unter Druck. Der Anwender kann bei geringen Platzverhältnissen auf das Handrad verzichten und die Verriegelungshülse mit einem Hakenschlüssel betätigen.

 

„Es sind viele Aspekte, die im Vergleich zu Mitwettbewerbern für die Clean-Break-Kupplung CN-080 von Walther Präzision sprechen.“ Martin Bauer, Voestalpine Polynorm

Gelungene Premiere

Kurz-Interview: Martin Bauer, Leiter Rohbau, Voestalpine Polynorm

fluid: Wie sind Sie auf Walther Präzision gestoßen? Ich suchte bei der Entwicklung für das Kühlsystem eines neuen Werkzeuges eine Kupplung, die unsere hohen Anforderungen an die Durchflusseigenschaften und an die Handhabung erfüllt. Die Kupplung dient als Schnittstelle zwischen Presse und dem Formwerkzeug.

fluid: Mit welchem Fluid arbeiten Sie, wie hoch fallen die wichtigsten Kennwerte aus?  Es handelt sich um Klarwasser, das wir mit geringen Beigaben von Chemikalien gegen Pestizide und Korrosion geimpft haben. Der Betriebsdruck liegt bei 2 bis 2,5 bar und der Volumenstrom an der Kupplung beträgt 1250 Liter pro Minute.

fluid: Warum entschieden Sie sich für das Schnellkupplungssystem von Walther Präzision?  Wir haben Tests mit sämtlichen in Frage kommenden Kupplungen durchgeführt. Im Vergleich zu Mitwettbewerbern sprachen für das System die höhere Durchflussleistung, die Leckagefreiheit beim Umkuppeln und auch die einfache Handhabung mit Handrad. Für das System spricht auch, dass es sich auch bei einem maximalen Restdruck von 3 bar leckagefrei kuppeln lässt.

fluid: Trifft es zu, dass sich die Mehrkosten im Vergleich zum konventionellen Verschrauben relativ rasch im Laufe eines Jahres amortisiert haben? Ja, das ist richtig.

fluid: Wie fällt die Reaktion der Mitarbeiter auf das neue System aus?  Es kommt bei ihnen hervorragend an, weil es nahezu wartungsfrei funktioniert. Wenn es undicht wird oder anfängt zu tropfen, dann ist daran meist unsachgemäße Behandlung schuld.

fluid: Walther plant statt der manuellen Bedienung ein Multikupplungssystem einzuführen: Was halten Sie von dieser Erweiterung?  Es besteht für uns mit Blick auf die Rüstzeiten schon ein Interesse an einer derartigen Lösung, doch zunächst bleiben wir bei der Handrad-Kupplung. Unsere Auftraggeber haben im Rahmen des Technologietransfers übrigens auch zwei identische Anlagen mit dem gleichen Schnellkupplungssystem aufgebaut. Die Lösung kommt also auch in der Automobilindustrie gut an.

fluid: Wie beurteilen Sie generell die Zusammenarbeit mit Walther Präzision? Die Bereitschaft, auf unsere Anforderungen und Bedürfnisse einzugehen, war hervorragend. Das Preis-Leistungs-Verhältnis passt hier wunderbar.