Die Austragung feiner Schüttgüter aus einem Wägebehälter erfolgt häufig mittels einer Dosierschnecke. Doch in der Praxis zeigt sich, dass diese Methode nicht immer die beste Lösung ist. Besonders bei empfindlichen Produkten können Probleme durch Verunreinigung oder Veränderungen am Produkt durch das Dosierorgan auftreten. Deshalb lohnt es sich, alternative Ansätze in Betracht zu ziehen, wie zum Beispiel den Einsatz eines Banddosierers.
Ein Beispiel aus der Dosierung von keramischen Pulvern zeigt, wie alternative Methoden die Herausforderungen bei der Materialförderung meistern können.
Bei der Handhabung solcher Materialien gibt es zwei zentrale Probleme: Erstens die Förderung selbst, die manchmal schwierig ist. Zweitens die Gefahr von Verunreinigungen durch Metallabrieb der Dosierschnecke. Diese Verunreinigungen können die Qualität des Endprodukts erheblich beeinträchtigen. Das ist besonders kritisch bei Hightech-Anwendungen wie Automotive, Luxusgütern oder der Chemiebranche.
Für Unternehmen, die auf den Vertrieb solcher Materialien spezialisiert sind, ist die Kontrolle der Materialeigenschaften daher von größter Bedeutung. Die Pulver werden hauptsächlich für Spritzguss- und Sinterprozesse verwendet. Dabei ist eine homogene Durchmischung von Keramik und Binder essenziell. Außerdem muss Verunreinigung, vor allem durch Metallabrieb, vermieden werden. Nur so können Verfärbungen und Qualitätsmängel ausgeschlossen werden, die zu teuren Reklamationen führen.
Um eine zuverlässige Lösung zu finden, beauftragte ein Unternehmen aus dem Bereich Keramik und Metall die MTS MessTechnik Sauerland GmbH. Ziel war es eine präzise Dosierungsmethode für keramische Pulver und Binder, insbesondere für die genaue Beschickung einer Scherwalze, zu finden. Dabei mussten mehrere Herausforderungen berücksichtigt werden: Das Material ist brückenbildend, stark abrasiv und neigt zum Verpressen. Zudem ist es notwendig, eine Verunreinigung des Ausgangsstoffes zu vermeiden, da das Produkt ansonsten verworfen werden muss. Als zusätzliche Schwierigkeit treten bei der Materialabgabe Temperaturen zwischen +80°C und +100°C auf.
Die MTS entschied sich für den Einsatz eines Mikrodosierers. Der Mikrodosierer vom Typ DosWeigh Belt ist ein gravimetrisches Dosiersystem mit einem Förderband als Austragseinheit. Der DosWeigh Belt eignet sich daher besonders für:
- bruchempfindliche und spröde Schüttgüter, die ohne Beschädigung dosiert werden müssen,
- für abrasive, feinkörnige Schüttgüter, die beim Förderbandaustrag einen wesentlich geringeren Verschleiß verursachen.
Der DosWeigh Belt besteht aus einem Wägebehälter mit einem direkt angeflanschten Förderband, das über vier hochpräzise Wägezellen verwogen wird. Eine justierbare Schichthöhenblende am Behälterauslass sorgt für eine kontrollierte Aufgabe des Fördergutes. Die Bandgeschwindigkeit - und damit die Austragsleistung - ist regelbar wodurch eine punktgenaue Dosierung in den nachfolgenden Prozess möglich ist. Die Konstruktion des Wägesystems ermöglicht den Einsatz kundeneigener Behälter zur Beschickung. Die Waage wurde komplett eingehaust und mit einem Absauganschluss ausgestattet, um Staubemission zu vermeiden.
Der Mikrodosierer arbeitet gravimetrisch. Die Materialabnahme im Wägebehälter wird von den Wägezellen erfasst, die Auswertung der Daten übernimmt dabei die leistungsfähige Auswerteelektronik ModWeigh DI mit integriertem Regler. Über das große, leuchtstarke Anzeige- und Bedienmodul MD1 mit eigenem Tastaturfeld werden neben den Messdaten auch zahlreiche Prozessparameter und Statusmeldungen dargestellt. Das System kann „stand-alone“ betrieben werden oder mittels Feldbusschnittstelle an die übergeordnete Steuerung angeschlossen werden. Über diesen Weg erfolgt unter anderen auch die Sollwertvorgabe (kg/h) der Dosierleistung.
Bei diesem Anwendungsfall wurde die Waage für eine maximale Dosierleistung von 27 l/h ausgelegt und regelt die Zugabe des Ausgangsproduktes keramische Pulver und Binder im Bereich von 20 bis 40 kg/h mit einer Messgenauigkeit von < 1%.
Um die Machbarkeit vorab zu testen, wurde in der Werkstatt bei MTS ein Fördertest mit 10 kg des wertvollen Materials durchgeführt. Das Ergebnis war äußerst positiv: Es traten keine Probleme bei der Dosierung oder Austragung auf. Daraufhin wurde der DosWeigh Belt von MTS-Technikern im Prozessweg integriert und in Betrieb genommen. Dies mit einem sehr guten Ergebnis bei einem sehr einfachen Handling für die Bediener. Weitere Anlagen sollen folgen.
