Konstruktion | Die Speedy-Baureihe des Herstellers Mixaco sind kompakte Mischanlagen, die sich flexibel einsetzen lassen. Im neuesten Modell ist eine Linearführung von Igus verbaut, über die das Mischwerkzeug in den Rohstoff verfährt. Dabei treten große Kräfte auf.
Christof Meurer Mitarbeiter bei Igus in Köln
Das Unternehmen Mixaco mit Sitz in Neuenrade im Sauerland ist ein Spezialist für Mischtechnik. Die Mischer werden zum Beispiel eingesetzt, wenn Pulverlacke, Pigment-Vormischungen oder Kunststoff-Granulatmischungen – so genannte Masterbatches – hergestellt werden. In allen Fällen ist eine homogene Mischung entscheidend, denn Farbstoffe und eigenschaftsbildende Zuschlagsstoffe wie UV-Stabilisatoren, Weichmacher oder Flammschutzmittel müssen gleichmäßig in der Trägersubstanz verteilt sein. Erst dann kann die pulverförmige Mischung extrudiert und vermahlen werden.
Vor allem die Masterbatch-Hersteller produzieren kleine Chargen in großen Mengen. Deswegen brauchen sie flexible Mischer. Und da die Farbpigmente starke Hafteigenschaften haben und gerne im Mischer hängen bleiben, ist die Reinigung immer ein zentrales Thema. „Unsere Anlagen bieten gute Mischqualität bei geringem Reinigungsaufwand“, trumpft Mixaco-Chef Ulrich Tölle auf. So etwas lässt sich nur durch ein individuelles Engineering erreichen. „Die Kunden kommen mit einem Produkt zu uns und wir fahren im Technikum Versuche“, umschreibt Tölle den Alltag in seinem Unternehmen. Die Formgebung des Mischwerkzeugs spielt dabei ebenso eine Rolle wie Mischzeit, Antriebsleistung und Drehzahl. Mit der Erfahrung von mehreren tausend Mischversuchen können die Spezialisten aus dem Sauerland oft schon am ersten Tag das richtige Mischwerkzeug ermitteln und das optimale Ergebnis liefern. Das gilt nicht nur für Anwendungen aus der Kunststoff- und Pulverlackindustrie, sondern auch für neue Geschäftsfelder wie der Metall- und Keramikspritzguss, die Mixaco bereits erschlossen hat.
Die Kombination aus hoher Mischqualität und geringem Reinigungsaufwand lässt sich gut mit einem Container-Mischsystem realisieren, das aus einem fahrbaren Container und dem eigentlichen Mischer besteht. Der mit Rohstoff gefüllte Container wird mit dem Mischkopf des Mischers verbunden. Zum Mischen schwenkt der Container um 180 Grad, zum Reinigen dreht sich der Mischkopf um 90 Grad. Dieses Prinzip hat der Hersteller bereits vor einigen Jahren um die Speedy-Serie ergänzt, bei der ein Aufnahmegefäß mit Mischsack den Container ersetzt. Der Sack bleibt in seiner Position und die Mischwerkzeuge fahren in das Rohprodukt ein. „Die Losgrößen werden kleiner und der Wunsch nach Flexibilität größer“, weiß Ulrich Tölle. „Genau für diese Anforderungen haben wir die Baureihe entwickelt, mit der sich insbesondere kleine Chargen wirtschaftlich mischen lassen.“
Ein wichtiges Konstruktionselement der neuen Mischer ist die vertikale Linearachse, an der das Mischwerkzeug in den Behälter einfährt. „Die Achse muss die Antriebseinheit tragen und zugleich die Kräfte aufnehmen, die beim Einfahren des langsam laufenden Mischwerkzeugs ins Rohprodukt entstehen“, umschreibt Wolfgang Rüberg die Herausforderung. „Da das Mischwerkzeug große Massen bewegt, besteht die Gefahr des Aufschaukelns, wenn die Achse nicht extrem steif ist“, so der Konstruktionsleiter von Mixaco weiter.
Bei der Entwicklung des neuen Top-Modells der Baureihe, dem Speedy D200 mit einem 200-Liter-Behälter, suchten die Konstrukteure also nach einer Führungseinheit, die eine hohe Tragfähigkeit mit großer Steifigkeit kombiniert. Außerdem mussten alle linearen Antriebselemente ohne Schmiermittel laufen, weil die Mischer Pulver verarbeiten und der Feinstaub, der dabei entsteht, nicht an den Führungen haften bleiben darf. Und da die Anlagen oft in der Pulverlackindustrie eingesetzt werden, mussten die Anlagenkomponenten zudem silikonfrei sein, weil schon kleinste Mengen Silikon die Haftung von Pulverlacken auf dem jeweiligen Untergrund verhindern.
Unter diesen Voraussetzungen entschieden sich die Entwickler für eine Drylin W-Profilführung des Herstellers Igus. Bei diesen wartungs- und schmiermittelfreien Lineargleitlagern bewegen sich die Schlitten auf Gleitelementen, die aus dem verschleißfesten Kunststoff Iglidur mit inkorporiertem Schmierstoff gefertigt sind. Auch bei der Kunststoff-Familie von Igus ist demnach die „richtige Mischung“ der entscheidende Faktor. Seit Jahren kommt bei kleineren Speedy-Modellen bereits das Drylin WS-20-80 zum Einsatz. Für das neue Modell hat Igus wegen der höheren Belastungen eine neue Baugröße zur Verfügung gestellt.
Durch die Verwendung von Gleitlagern entsteht im Unterschied zu Kugelumlaufsystemen eine deutlich größere Kontaktfläche. Die Werkstoffpaarung von einer Welle aus Aluminium oder Edelstahl mit Gleitelementen aus Kunststoff mit inkorporiertem Schmierstoff sorgt für einen trockenen Lauf bei hoher statischer Tragfähigkeit. Staubpartikel werden in der Bewegung einfach aus der Kontaktfläche weggeschoben.
Die Sauerländer haben sich für das Modell WS-25-120 entschieden. Dabei handelt es sich um ein Doppelwellenprofil aus Aluminium mit 25 mm Wellendurchmesser und 120 mm Wellenmittenabstand. Das gesamte Führungssystem aus Schiene und Schlitten kann Kräfte bis 19 200 N aufnehmen. Und die nächste Zusammenarbeit mit Igus kündigt sich bereits an: Derzeit arbeiten die Entwickler von Mixaco daran, auch andere Mischer-Baureihen mit den Drylin-Lineargleitlagern zu optimieren. •
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