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Kraftvoller Teilprozess im Sinne eines ganzheitlichen Denkens.

Innovative Automationslösung für die energieeffiziente Bearbeitung keramischer Abwasserrohre.

Die Herausforderung im Sinne der Nachhaltigkeit:

Steinzeugrohre besitzen hervorragende Eigenschaften für die Anwendung in Abwassersystemen. Eine energieeffiziente Herstellung stellt jedoch höchste Anforderungen an die Bearbeitungsanlage. Die Firma GÜDEL AG fand eine Lösung, um mit Präzision und Zuverlässigkeit in folgenden Bereichen Optimierungen zu erreichen:

  • Energierückgewinnung
  • Spritz- und Kühlwasseraufbereitung
  • Ausschussminimierung
  • Produktivität

Die Ausgangssituation:

Die beschriebene Anlage ist ein Teilprozess in der Produktion von Steinzeugrohren, die für Abwasserleitungen mit der Vortriebstechnik verlegt werden.

Steinzeug erfüllt – aufgrund seiner herausragenden Eigenschaften – die nachhaltigen Anforderungen an eine wirtschaftliche, sichere und ökologische Abwasserentsorgung. Extreme Langlebigkeit, absolute Beständigkeit gegenüber physikalischen und chemischen Belastungen sowie dauerhafte Dichtigkeit zeichnen dieses Material aus.

Damit die einzelnen Kanalisationsrohre jedoch sicher und dicht verbunden werden können, ist eine genaue Bearbeitung der Rohrenden unerlässlich. Ungenauigkeiten führen zu größeren Abweichungen im Sohlenmaßbereich der Abwasserkanäle und diese wiederum führen zu vermehrter Schmutzanhäufung bei den Rohrverbindungen. Die Folge sind häufige, energieintensive Reinigungsarbeiten am Kanalisationssystem. Die geforderte Genauigkeit (± 0.1 mm in der Konzentrizität und 0.2 mm bei der Planparallelität) hat GÜDEL dank jahrelangem Know-how in der Lineartechnik erreicht.

Hauptabmessungen der Rohre:
Durchmesser 250 – 1400mm
Länge 1000 – 2500mm
Gewicht bis 2500kg

Der eigentliche «Knackpunkt» lag jedoch nicht nur in der Erfüllung der mechanischen Genauigkeitsanforderungen. Viel mehr Kopfzerbrechen bereitete den Projektverantwortlichen der Berechnungsalgorithmus für das exakte und effiziente Fräsen der unterschiedlichen Rohrenden. Steinzeugrohre erhalten bei der Herstellung eine gewisse «Unrundheit». Auf diese zwetschgenförmigen Enden muss dann beidseitig eine genaue, kreisrunde und koaxiale Anfräsung gelegt werden, sodass sich die Rohre später ohne Versatz verbinden lassen.

Die Lösung:

Die neue Anlage der Firma Steinzeug Abwassersysteme GmbH besteht heute aus zwei unabhängigen Maschinen. Zum einen ist dies ein Portal-Roboter, wie ihn die Firma GÜDEL als Baukastensystem in vielen Varianten anbietet. Insgesamt 23 Antriebsachsen sorgen für das Handling der Rohre, die Verstellung des Zustelltisches und den Wegtransport der abgesägten Rohrstücke. Im zweiten Anlageteil, der eigentlichen Bearbeitungsmaschine, sind 20 Achsen im Einsatz für das planparallele Sägen der Stirnseiten und das Fräsen der Dichtungsflächen. Integriert sind auch die Messachsen und die Bewegungseinheiten des Spritzschutzes.

Die nachhaltigen Stärken:

Die Bandbreite der 43 Antriebsmotoren reicht vom Zwei-Kilowatt-Motor für den Spritzschutz bis zum 45-Kilowatt-Antrieb für die Spindeln. Drei Einspeisungen à 80 kW arbeiten rekuperierend, dadurch kann mindestens ein Drittel der Energie rückgespiesen werden.

Die integrierte Rückgewinnungseinheit für Spritz- und Kühlwasser reduziert den Neuwasserbedarf um mehr als 50 Prozent. Damit wurde eine weitere, wesentliche Zielsetzung im Sinne der Nachhaltigkeit durch die Neukonzeption dieses Teilprozesses erreicht.

Die Anlage hat in etwa die Größe eines Einfamilienhauses. Dennoch wurde das ganze Objekt in einer GÜDEL-eigenen Fabrikationshalle aufgebaut und die Technologien auf Herz und Nieren geprüft. Dadurch konnte bei der eigentlichen Betriebsaufnahme am endgültigen Standort in Frechen auf unnötig lange und aufwendige «Testproduktionen» verzichtet werden. Es war auf Anhieb ein durchschlagender Erfolg.

Insgesamt können heute 30 verschiedene Rohrtypen bearbeitet werden. Bei den großen Rohren (Durchmesser grösser 1 Meter) beträgt der Ausstoß aktuell vier Stück pro Stunde, das entspricht einer früheren Tagesproduktion. Die Anlage arbeitet mit einer Nettoverfügbarkeit von rund 98 Prozent. Es werden heute praktisch keine Ausschussrohre mehr produziert – früher die größte Hypothek in der Energiebilanz im Produktionsprozess. Für eine Anlage dieser Größenordnung ein exzellentes Resultat.

Der Erfinder:

Projektleitung:
Martin Knuchel, Leiter BU Technologies und Customer Care & Services, Güdel AG, Schweiz

Projektteam:
BU Technologies, Güdel AG, Schweiz

Kurzprofil des Unternehmens:

Name:Güdel AG
Hauptsitz: Langenthal, Schweiz
Gründungsjahr: 1954
Mitarbeiter: 800
Lösungen: Die Firma GÜDEL AG ist Anbieter von Lösungen in den Bereiche Factory Automation, Pressenautomatisierung, Logistik und erneuerbare Energien. Die Basis des Unternehmens liegt im Engineering und in der Herstellung von Linear- und Antriebskomponenten. Mittels Integration von Steuerungstechnik werden Portal-Roboter zu kompletten, kundenspezifischen Systemlösungen entwickelt.
Internationalität: Europe, North and South America, Asia and Australia, Austria, Benelux, Brazil, China, Czech Republic, France, Germany, Great Britain/UK, India, Italy, Mexico, Poland, South Korea, Spain, Switzerland (Headquarters), Taiwan, Thailand, USA