Isolierglas ist ein Schlüsselelement in modernen Bauvorhaben, das durch seine Doppel- oder Dreifachverglasung eine effiziente Wärmedämmung ermöglicht. Beim Transport und bei der präzisen Positionierung der Glasscheiben in der hochautomatisierten Produktion spielen beschichtete Zahnriemen eine entscheidende Rolle. Durch ihre robuste Konstruktion ermöglichen sie eine sichere Handhabung von Isolierglas, gewährleisten Genauigkeit und tragen so zur Qualität in der Baupraxis bei. Seit 2020 steht Hilger u. Kern dem Kunden Glaston beratend zur Seite und sorgt dafür, dass PU-Zahnriemen in den Anlagen reibungslos funktionieren.
Modernes Isolierglas, bestehend aus zwei bis vier durch gas- oder luftgefüllte Zwischenräume getrennte Glasscheiben, bietet effektive Wärme- und Schalldämmung in Gebäuden. Die im Nordschwarzwald ansässige Firma Glaston entwickelt und produziert seit über 50 Jahren innovative Maschinen und Anlagen zur Isolierglasproduktion für den weltweiten Markt. In den riesigen Anlagen, die bis zu 160 Meter Länge erreichen können, kommen zudem mehr als 100 verschiedene Zahnriementypen zum Einsatz: von der Standardware bis zum kundenspezifisch entwickelten Hochleistungs-Sonderzahnriemen. Allein in einer kompletten Fertigungslinie sind bis zu 500 Meter Riemen verbaut.
Spezielle Anforderungen an Zahnriemen während der Produktion
Die Herstellung von Isolierglas stellt besondere Anforderungen an die Produktionsumgebung. In der Fertigung werden die Glaselemente auf robusten Transportrollen oder auf beschichteten Zahnriemenrücken transportiert. Die Zahnriemenantriebe erfüllen dabei drei wichtige Funktionen: einen reibungslosen Transport entlang der Produktionslinie, die Steuerung des Vorschubs während der CNC-Bearbeitung, einschließlich Randentschichtung und Versiegelung sowie eine präzise Positionierung der Glasscheiben in der Montage- und Gasfüllpresse.
Entscheidend für die Qualität des Endprodukts ist die makellose Funktion der Zahnriemen in allen sechs Fertigungsphasen. Dabei ist es wichtig, dass die Zahnriemen, die mit der Glasoberfläche in Kontakt kommen, keinerlei Spuren oder Abdrücke hinterlassen.
Vom BRECO AT10 zum BRECO ATS15
Aufgrund der enormen Größe der Glasscheiben, die bis zu 18 m lang und 3,3 m hoch sein können, konnte der ursprüngliche BRECOFLEX AT10 Zahnriemen in einer Anlage nicht die erforderlichen Zugkräfte und Steifigkeit bieten. Die nächstgrößere Standardoption ist der Typ AT20. Allerdings führen die größeren Abmessungen und Teilung des AT20 zwangsläufig zu größeren Durchmessern der Umlenkrollen und der Zahnscheiben.
In der hochspezialisierten Welt der Isolierglas-Produktion hat BRECO vor rund 3 Jahren in Zusammenarbeit mit Glaston und Hilger u. Kern daher eine Lösung entwickelt: einen kundenindividuellen, neuartigen Polyurethan-Zahnriemen, der speziell auf die Anforderungen der Isolierglas-Herstellung zugeschnitten ist. Dieser innovative PU-Zahnriemen, der BRECOFLEX ATS15, wurde von Grund auf neu konzipiert, um den Herausforderungen der Branche gerecht zu werden. Er zeichnet sich durch folgende Merkmale aus:
- Maßgeschneiderte Steifigkeit: Optimiert für den Transport tonnenschwerer, nahezu senkrecht stehender Glasscheiben.
- Spezielle Rückenbeschichtung: Entwickelt für den schonenden Kontakt mit empfindlichen Glasoberflächen, gleichzeitig robust für geringen Verschleiß trotz scharfer Glaskanten.
- Innovative Fertigungstechnik: Ein neues Produktionsverfahren gewährleistet höchste Präzision und Qualität.
- Kundenspezifische Anpassungen: Jeder Riemen wird exakt auf die Bedürfnisse des jeweiligen Produktionsprozesses abgestimmt.
Ein „Schüsseln“ wird durch neue Beschichtung vermieden
Zur Reduzierung der Reibung auf der Zahnseite kommt das grüne, textilartige Polyamidgewebe (PAZ) zum Einsatz. Beim Auftragen der Beschichtung bzw. beim Aufextrudieren auf die kalten Riemen entstehen Spannungen im Material, die sich bei breiteren Riemen über 90 mm in Form von Verformungen ähnlich einem Bimetall zeigen. Dieses Verbiegen des Riemens wird auch als "Schüsseln" bezeichnet.
Die geringfügigen Abweichungen im Bereich von wenigen Zehntel Millimetern sind für die meisten Anwendungen eher unerheblich. In der Isolierglasproduktion führen sie jedoch zu unerwünschten Positionsabweichungen. Ziel war die Produktion besonders belastbarer Beschichtungen, die unter dem enormen Glasgewicht keine bleibenden Verformungen davonträgt. Eine heiß aufextrudierte Beschichtung ermöglichte eine homogene Verbindung zwischen Zahnriemen und Beschichtung sowie die Vermeidung von Stoßstellen.
Ein weiterer Vorteil der neuen PU-Zahnriemen mit aufextrudierter Beschichtung bestand darin, dass sowohl der Zahnriemen als auch die Beschichtung in einem Schweißprozess homogen miteinander verbunden werden kann. Dadurch wird der Stoß an den Beschichtungsenden vermieden. Dieser Stoß tritt bei aufgeklebten Beschichtungen auf und ist dort technisch nicht vermeidbar.
Selbst bei Wasserbelastung im Nassbereich müssen die Beschichtungen einen definierten Haftwert gewährleisten, um einen rutschfreien Transport sicherzustellen. Insbesondere die blaue Beschichtung muss zusätzlich abdruckfrei auf dem Glas haften.
Einige Zahnriemen transportieren die Gläser mit der Beschichtung am Glasrand (im Nassbereich) oder mit flächiger Auflage der Scheiben durch Unterdruck im Sichtbereich. Es ist schwierig, Abdrücke auf gewaschenem Glas unter speziell konzipierter Beleuchtung und Lichtfarben für optische Kamerasysteme zuverlässig zu erkennen. Die richtige Materialauswahl mit dem passenden Reibbeiwert, eine angepasste mechanische Bearbeitung, das Handling, eine fett- und staubfreie Verpackung der Zahnriemen und entsprechende Maßnahmen bei der Montage der Zahnriemen verhindert zuverlässig Abdrücke auf dem Isolierglas. Ein Schlupf zwischen Glas und Zahnriemen muss unter allen Umständen vermieden werden, um eine Übertragung feinster Beschichtungsmaterialien auf das Glas zu vermeiden. Selbst bei Einwirkung von Wasser müssen die Zahnriemen-Beschichtungen sicherstellen, dass der Transport ohne Schlupf erfolgt. Die blaue Beschichtung muss zudem abdruckfrei auf dem Glas haften.
Top Beratung durch breites Anwendungs-Know-how
Seit der Firmengründung 1927 hat Hilger u. Kern Industrietechnik im Bereich Antriebstechnik bei unzähligen Projekten einen riesigen Erfahrungsschatz angesammelt. So fand Glaston mit Hilger u. Kern Industrietechnik aus Mannheim bei der Auswahl und Auslegung der geeigneten Antriebssysteme mit Zahnriemen einen Partner, der die Ingenieure des Unternehmens im Nordschwarzwald mit individueller Beratung durch das ganze Projekt begleitete.
Als Spezialist für Antriebstechnik arbeitet Hilger u. Kern Industrietechnik seit 1968 mit BRECO zusammen, dem führenden Hersteller und Erfinder des Herstellungsverfahrens thermoplastischer Polyurethan-Zahnriemen. Dipl.-Ing. (FH) René Preßler, Vertriebsingenieur bei Hilger u. Kern dazu: „BRECO hat zur Lösung nicht nur einige Produktionsparameter angepasst, sondern sogar ein neues Produktionsverfahren angewendet. Die Ergebnisse bezüglich Belastbarkeit, konstanter Qualität, insbesondere eng tolerierter Schichtstärken und Ebenheit sind sehr beeindruckend.“
Die enge Kooperation zwischen Anlagenbauer, Zahnriemenhersteller und Antriebstechnik-Spezialisten ermöglichte die Entwicklung einer optimal auf die Anforderungen der Isolierglas-Produktion abgestimmten Lösung. Der BRECOFLEX ATS15 gewährleistet nun einen zuverlässigen, präzisen und schonenden Transport der empfindlichen Glasscheiben durch alle Fertigungsphasen. Diese Innovation unterstreicht die Bedeutung branchenübergreifender Zusammenarbeit und spezialisierter Entwicklungen für hochautomatisierte Produktionsprozesse in der Isolierglasindustrie.