Kunststoffverarbeitung: auf den Schlauch kommt es an

Die Kunststoffverarbeitung ist ein komplexer Prozess, der in jeder Phase unterschiedliche Anforderungen an die Schlauchleitungen stellt. Entscheidende Kriterien sind dabei die Beschaffenheit und Fließeigenschaften der jeweiligen Medien – etwa Kunststoffgranulat, -pellets, -fasern, -flakes oder -pulver.

Auch der erforderliche Betriebsdruck und die Temperatur spielen bei der Schlauchwahl eine zentrale Rolle. Wird der Schlauch im Einsatz starken Krümmungen unterzogen, muss er zudem flexibel und biegsam sein. Dadurch wird vermieden, dass er geknickt oder gar plattgedrückt wird, was seine Lebensdauer deutlich verkürzen würde. Zudem müssen bestimmte Sicherheitsaspekte berücksichtigt werden – etwa eine Ableitung elektrostatischer Aufladung oder die Vermeidung der Entflammbarkeit des Schlauchs.

• Ob hoch abriebfeste Schläuche für die Granulatförderung, temperaturbeständige Schläuche für die Trocknung der Medien, Schläuche für den Transport von flüssigem Kunststoff oder Temperierschläuche zur Formentemperierung: Je nach Einsatzgebiet kommt es auf das richtige Material und die richtige Konstruktion an, um Schlauchleitungen effizient einzusetzen und vor Verschleiß oder gar Zerstörung zu schützen.
• Sinnvoll sind auch Schlauchleitungsprüfungen, wie sie unter anderem Sahlberg anbietet.
• Eine weitere wichtige Rolle spielen Themen wie Umweltverträglichkeit und Nachhaltigkeit sowie die Material- und Energieeffizienz des Schlauchs (Strömungswiderstand) und nicht zuletzt seine Haltbarkeit (Standzeit).

Vor allem die Förderung von Granulaten stellt hohe Ansprüche an die Schlauchleitungen, da sie mit starker Abrasion und hohen Geschwindigkeiten verbunden ist. Zum Befüllen der Silospeicher werden die Medien zum Beispiel mittels pneumatischer Förderung vom LKW in die Silos geleitet. Der Schlauch wird dabei durch entstehenden Abrieb und mechanische Beanspruchung stark belastet. Für das Befüllen der Silospeicher werden daher meist hoch abriebfeste Absaug- und Förderschläuche aus Polyurethan (PU) eingesetzt, die eine besonders glatte Innenseite haben und so einen besseren Materialfluss sicherstellen. Ein weiterer Vorteil ist ihr geringes Gewicht. PU-Schläuche eignen sich auch gut für die Förderung von Granulaten mit hohem Glasfaser-Anteil.

Im nächsten Schritt wird das Rohmaterial aus den Silos zu den Verteilstationen oder „Verteilbahnhöfen“ geleitet, von dort weiter zur Trocknung und anschließend zu den Produktionsmaschinen transportiert. Dies erfolgt in der Regel automatisiert durch Vakuumförderung, bei der das Granulat oder Pulver durch Unterdruck „angesaugt“ wird. Lange Transportwege werden in der Regel mithilfe von Rohrleitungen überbrückt. Bei kurzen Verbindungen, etwa Übergängen von Rohrleitungen zu den Verteilstationen, kommen Spezialschläuche, Schlauchverbinder und Rohrbögen zum Einsatz.

Von den Rohformen, in denen der Kunststoff gefördert wird – Granulat, Pellets oder Pulver – und von deren jeweiligen Fließeigenschaften hängt ab, wie abriebfest die Absaug- und Förderschläuche sein müssen. Schläuche aus Polyester-Polyurethan (PU) weisen bessere Standzeiten als PVC-Schläuche auf. Auch eine absolut glatte Innenwand und optimierte Strömungseigenschaften helfen, den Abrieb zu reduzieren und so dem Verschleiß vorzubeugen. Praktisch ist es, wenn die Schlauchwand transparent oder semitransparent ist, so dass das Fördergut im Schlauchinneren immer gut sichtbar ist.

Eine wichtige Station bei der Verarbeitung von Kunststoffen ist die Trocknung des Granulats. Denn durch die Feuchtigkeit, die Kunststoffe aus der Umgebungsluft aufnehmen, kann es zu Mängeln bei der Prozesssicherheit und innerhalb der Produktion kommen, die sich negativ auf die Produktqualität auswirken. Um das zu vermeiden und die Verarbeitungseigenschaften des Rohmaterials insgesamt zu verbessern, muss ihm Feuchtigkeit entzogen werden. Trockene, warme Luft wird durch die Medien geleitet und anschließend mit Spezialschläuchen abgesaugt.
Zum Einsatz kommen dabei Hoch- oder Mitteltemperaturschläuche, die Temperaturen bis zu 250 Grad oder mehr aushalten. Sie bestehen aus ein- oder mehrlagigen vulkanisierten Gewebestreifen, die überlappend gewickelt und mit einer Stützwendel aus Federstahldraht ausgestattet sind. Aufgrund ihrer glatten Innenseite und ihrer hohen Elastizität eignen sie sich zudem für das Verlegen mit kleinsten Biegeradien.

Im nächsten Schritt nach der Trocknung wird das Kunststoffgranulat wiederum in hoch abriebfesten Spiralschläuchen zur Produktionsmaschine gefördert. Allen Produktionsverfahren ist gemein, dass das Granulat erwärmt und plastifiziert wird. Bei der Profilextrusion und der Blasfolienherstellung geschieht dies kontinuierlich in einem Extruder, bei der Kunststoff-Spritzgussherstellung in Kolbenextrudern. Hier wird das Material nach dem Plastifizieren in ein Werkzeug eingespritzt. Gehäuse für Haushaltsgeräte, filigrane Maschinenteile für die Medizintechnik aber auch große Teile wie Kühlergrills oder Stoßfänger für Autos werden so hergestellt.

Für die Qualität der Spritzgussteile, ist neben Einspritzdruck und -geschwindigkeit sowie Schmelztemperatur die genaue Temperaturführung im Werkzeug eine wesentliche Erfolgskomponente. Dadurch wird sowohl das vollständige und homogene Befüllen der Werkzeugnester als auch das kontrollierte Abkühlen der zu fertigenden Teile und somit deren Dimensionsstabilität sichergestellt. Die optimale Temperierung ist auch für die Wirtschaftlichkeit, das heißt, für die Stückzahl pro Zeiteinheit und die Lebensdauer des Werkzeugs verantwortlich. In der Regel wird für die Temperierung Wasser oder Öl verwendet, das während der Herstellung die Werkzeuge durchfließt. Je nach Material gibt es unterschiedliche Anforderungen an die Temperierung und somit eine große Bandbreite an geeigneten Schläuchen: vom einfachen Wasserschlauch über spezielle Temperierschläuche, die beim Kühlen von Spritzgussmaschinen und Blasformen zum Einsatz kommen, bis hin zu PTFE-Wellschläuchen (Polytetrafluorethylen) für Hochtemperaturanwendungen.

Auch die Verbindung der Schläuche mit den jeweiligen Systemen sollte wohl überlegt sein. Armaturensysteme und Verbindungen müssen genau auf die Schläuche passen, um eine optimale Abdichtung sicherzustellen. Besonders praktisch sind Schnellkupplungen, auch Steckkupplungen oder Temperierkupplungen genannt.
Vor allem bei der Produktion kleinerer Serien und dem damit verbundenen häufigeren Werkzeugwechsel stellen sie eine Arbeitserleichterung dar und sparen wertvolle Zeit. Ein Beispiel hierfür sind die TempSecure-Temperierkupplungen aus dem Sahlberg-Sortiment. Sie sind einfach in der Handhabung und ermöglichen ein sicheres sowie schnelles Kuppeln und Trennen mit automatischer Sicherheitsverriegelung. Außerdem sind sie robust und zuverlässig und dank hochwertiger FKM-Dichtungen auch bei hohen Temperaturen ideal.

Michael Fortner