Beölungslösung Spezial-Sprühanlage für Wohlfühlmomente im Bad

Ein Gastbeitrag von Stefan Müller-Ivok

Die Wilhelm Schmidlin AG mit Sitz im schweizerischen Oberarth steht für hochwertige Sanitärprodukte. Damit sich später im Badezimmer der maximale Genuss einstellt, wird die Produktion ständig weiteroptimiert und verfeinert. Eine wichtige Rolle spielt das vergleichsweise komplexe Umformen der Rohbleche. Die Weichen dafür stellt eine neue, eher untypische Beölungslösung.

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Draufsicht auf Eos Move. Diese Beölungsllösung kehrt die übliche Rollenverteilung beim Sprühbeölen einfach um.
Draufsicht auf Eos Move. Diese Beölungsllösung kehrt die übliche Rollenverteilung beim Sprühbeölen einfach um.
(Bild: Eckardt)

So geht Wellness daheim: Strahlend weiße Wannen in jeder Form und Größe, die eine oder andere mit einem Hinweis auf errungene Designpreise versehen. Der Showroom der Wilhelm Schmidlin AG glänzt mit dem frisch verschneiten Rigi-Massiv gegenüber um die Wette.

Das Unternehmen aus dem Kanton Schwyz produziert jährlich einige Zehntausend Badewannen, Duschwannen, Waschbecken, Urinale in vielen Größen und Formen. Emailliertes Titanstahl-Blech ist die Basis für die hochwertigen Sanitärerzeugnisse. Da besonders kratzresistent, säurebeständig und gegen UV-Strahlung geschützt, nutzt Schmidlin dieses Material auch „fachfremd“ für die Herstellung von Whiteboards, Küchenrückwänden, beschreibbaren Fassaden-Paneelen und weiteren Nischenprodukten.

Produziert wird nach dem Prinzip des One-Piece-Flow. Im Gegensatz zur kleinteiligen Fließbandproduktion wird ein Werkstück über mehrere Fertigungsschritte begleitet und erleichtert den Wechsel von einem Produkttypen zum anderen. Das Konzept sorgt auch dafür, dass sich Sondermaße in der Herstellung nicht wesentlich vom Standard unterscheiden.

Die richtige Menge an die richtige Stelle

Automatisierung heißt das Stichwort in allen Verarbeitungsphasen bei Schmidlin, auch beim Bearbeiten des Rohmaterials. Dafür entstand ein eigener Anbau an die bestehenden Produktionshallen, wo die Emaillierungsschritte vollzogen werden. Im Presswerk werden die Blechplatinen für die Wannen beölt, tiefgezogen und per Laserschneiden in Form gebracht.

In diesem Szenario rückte die Beölung mehr und mehr in den Fokus. „Früher hatten wir diesen Schritt komplett manuell umgesetzt, das heißt, jedes Blech wurde mit der Sprühpistole bearbeitet“, sagt Ronny Birchler, Projektleiter bei Schmidlin. „Allerdings waren die Ziehresultate oft uneinheitlich, je nachdem, wie zuvor aufgetragen wurde.“

Führt man sich die Dimensionen des Materials vor Augen, – die Kantenlänge beim Grundblech für eine Badewanne misst über 2,40 Meter – kann man die Problematik gut nachvollziehen. „Das Beölen ist kein trivialer Prozess“, erklärt Ronny Birchler. „Es muss die richtige Menge Sprühmedium an die richtige Stelle kommen. Das war manuell nicht wirklich zu schaffen, und wir konnten den Vorgang auch nicht prozesssicher gestalten, so dass exakt definierte, reproduzierbare Sprühresultate garantiert waren. Das aber ist für die Automatisierung unbedingt erforderlich, und so hatten wir an dieser Stelle besonders dringenden Handlungsbedarf.“

Begrenztes Platzangebot im Presswerk

Abgesehen vom Verfahren an sich spielte ein weiterer Faktor in die Überlegung hinein: die räumlichen Gegebenheiten in der Linie. Presse und Schneidanlage nahmen bereits den Großteil der nutzbaren Fläche ein, für die Beölung stand nur ein begrenzter Platz bereit. Auf Empfehlung wandte sich das Schmidlin-Team für diese Aufgabe an die Firma Eckardt Systems aus dem badischen Bretten. Eckardt entwickelt seit 30 Jahren Beölungs- und Reinigungslösungen für die produzierende Industrie weltweit und bietet spezielle Expertise bei Beölungsanforderungen außerhalb der Standardabläufe, was beim schweizerischen Sanitärproduzenten definitiv zutrifft.

„Für uns war die Anfrage ungewöhnlich, weil der Standardablauf mit Auflegen und Abnehmen des Materials vor und hinter der Beölung gar nicht zur Debatte stand“, skizziert Daniel Assmann, Vertriebsleiter bei Eckardt Systems, die Sicht des Anlagenbauers.

Eckardt hatte jedoch schon eine Lösung für ähnlich gelagerte Fälle entwickelt, wenn auch für deutlich kleinere Blechformate: das Sprühsystem Eos Move. Es kehrt die übliche Rollenverteilung beim Sprühbeölen einfach um. Nicht das Blech bewegt sich durch die Sprühkammer, sondern die Sprühkammer fährt über das Material, das seine Position nicht verändert – vergleichbar einem Dokumentenscanner, der über die Vorlage gleitet.

Daniel Assmann benennt den Vorteil so: „Zusätzlicher Raum vor und hinter der Beölungsanlage wird nicht benötigt. Es genügt, wenn die Maschine von einer Stelle aus für den Auflageroboter zugänglich ist. Das lässt sich in vielen Produktionslinien einfacher realisieren, als eine durchlaufende Beölung in die bestehende Pressenlinie zu packen, wenn es dort schon sehr eng zugeht.“

Nachdem sich eine nach oben skalierte Version von Eos Move als geeignete Lösung herauskristallisiert hatte, galt es für das Projektteam bei Eckardt, die Vorgaben von Schmidlin in einer passenden Konstruktion abzubilden. Die neue Anlage muss definierte Bereiche der Wannenbleche mit sehr feinen, abgestuften Schichtstärken versehen („Schachbrettmuster“) und Taktzeiten von 10 Sekunden pro Blech für das Beschichten und Zurückfahren der Sprüheinheit einhalten können. Zudem müssen die Vorratsbehälter schnell befüllt werden können, da relativ große Ölmengen beim Auftragen verbraucht werden (kundenseitige Vorgaben: 42 beziehungsweise 34 g/m2 je Sprühvorgang für die Ober- und Unterseiten).

Alles oder partiell beidseitig besprühen

Herausgekommen ist eine etwa 4,2 Meter lange Beölungsanlage, mit der Blechgrößen bis 2000 x 2500 Millimeter bearbeitet werden können. „In der Sprühkammer sind die beheizbaren Auftragsventile so platziert, dass sowohl die gesamte Blechbreite als auch eingegrenzte Bereiche beidseitig besprüht werden können“, erklärt Daniel Assmann. „Die Sprüheinheit überfährt die Platine mit konstanter Geschwindigkeit in der vorgegebenen Taktzeit und trägt das Sprühbild auf der entsprechenden Materialseite auf. Initiiert wird der Sprühmittelausstoß über das Zusammenspiel von Sprühluft, Steuerluft und Mediumdruck innerhalb der Düse.“

Das Sprühverhalten wird über die Düsensteuerung festgelegt. „Das ist für unsere Zwecke gut gelöst,“ sagt Ronny Birchler von Schmidlin. „Wir können Form und Größe einer Platine direkt im richtigen Maßstab eingeben oder in einer DXF-Datei importieren. Mit Klick auf die hinterlegten Sprühfelder wird bestimmt, auf welche Bereiche der Ober- und Unterseite das Sprühmittel mit welchen Mengenabstufungen aufgetragen werden soll. So kommt das Medium nur dorthin, wo wir es wirklich brauchen, und das auch nur in der Menge, die jeweils nötig ist.“

Nach umfassenden Testläufen im Eckardt-Werk ging die neue Sprühanlage im Juni 2021 bei Schmidlin in den regulären Betrieb. Schon bald wurde offenkundig, dass sie einen substanziellen Beitrag zur Prozessautomatisierung würde leisten können. „Gerade die Möglichkeit, bei den Sprühmustern und Auftragsmengen ständig weiteroptimieren zu können und dabei den Verbrauch immer besser auszurichten, ist ein Meilenstein für uns“, zieht Projektleiter Ronny Birchler ein erstes Fazit.

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