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An 300 Dosierstellen erfolgt die zentrale Rohstoffversorgung der Dosierautomaten im modernen BASF Lean Lab mittels Doppelmembranpumpen. Einen maßgeblichen Anteil an der Prozesssicherheit im Labor haben die Pumpen von Timmer.

Der Markt für Fahrzeuglacke hat sich in den vergangenen Jahren dynamisch entwickelt. Technologische Fortschritte und Kundenansprüche führten zu einer wachsenden Vielfalt an Beschichtungsoptionen. Im Zuge dieser Entwicklung stieg die Komplexität der Fertigungsprozesse. Vom Serienlackhersteller wird eine hohe Flexibilität erwartet. „Der Lack muss zu den Anforderungen der Lackierstraßen passen – nicht andersherum“, betont Susanne Richert, Projektmanagerin Standortentwicklung bei BASF. „Lieferanten müssen deshalb ein umfassendes Wissen vorweisen und auch möglichst alle Fahrzeugserienlackprodukte liefern können." Aus diesen Gründen hat BASF das modulare Laborkonzept Lean Lab ins Leben gerufen. „Mithilfe des Lean Lab konnten wir arbeitsteilige Prozessstrukturen innerhalb von Lacklaboren sowie die digitale Erfassung und Steuerung sämtlicher Herstellungsprozesse realisieren“, sagt Richert. Mittels einer speziellen Software vernetzt BASF alle eingebundenen Arbeitsbereiche miteinander, und kann so die gesamte Rohstoffversorgung zentral koordinieren und steuern. Das beschleunigt die Arbeitsabläufe erheblich, da die Rohstoffe immer zeitlich passend an ihren vorgegebenen Plätzen zur Verfügung stehen.

Früher bestand die Entwicklung der Lacke zu einem großen Teil aus Handarbeit. Labormitarbeiter gaben per Pipette bestimmte Mengen an Rohstoffen in die Gesamtmischung. Heute passiert das zu einem hohen Grad automatisch. „Im Lean Lab kommt ein speziell für diesen Zweck entwickelter Labordosierautomat zum Einsatz, der wiederkehrende Arbeitsschritte automatisiert“, erklärt Alexander Blaser, verantwortlich für Automatisierung und Digitalisierung im Lean Lab bei BASF. Ganz konkret bedeutet das: Die Mitarbeiter wählen an der Anlage ein bestimmtes eingespeichertes Produkt aus, das System ruft die entsprechende Rezeptur ab und mischt die Rohstoffe im präzisen Verhältnis zusammen. So ist die Qualität der Ausgangsmischung gleichbleibend hoch.

Effiziente Doppelmembranpumpen der Timmer GmbH machen diese Automatisierung erst möglich – sie sind das Herzstück der Anlage und elementar für ihre Funktionalität. Denn die zentrale Rohstoffversorgung der mehr als 300 über den Dosierautomaten verfügbaren Dosierstellen findet mittels der Timmer-Pumpen statt. Die Materialien werden über diese Pumpen gefördert, dosiert und regelmäßig umgewälzt. BASF arbeitet für die Entwicklung der Lacke mit mehreren hundert Rohstoffen, die unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. „Die zu dosierenden Rohstoffe unterschieden sich stark in ihrem Fließverhalten und der hohen Spannbreite an Viskositäten. Ohne konstante Pumpenleistungen ist eine auf das Gramm genaue Dosierung nicht realisierbar“, sagt Blaser.

Mit den Timmer-Pumpen kann BASF nahezu alle Materialien fördern. Ein Vorteil der Timmer-Pumpen ist ihre kompakte Bauweise und Bedienfreundlichkeit. Im Vergleich zu herkömmlichen Varianten sind die Doppelmembranpumpen nur etwa halb so groß. Da BASF mehrere hundert Pumpen im Einsatz hat, spart das Unternehmen dadurch erheblich an Platz.

Gleichzeitig ermöglicht die Timmer-Lösung einen vereinfachten Zugang. Müssen bestimmte Pumpen zur Revision, können sie unkompliziert ausgebaut werden. Die Pumpen verfügen über einen geringen Anlaufdruck. Während herkömmliche Varianten etwa 1,5 bis 2 bar Anlaufdruck benötigen, reichen bei der Timmer-Lösung lediglich 0,5 bar; um prozesssicher zu arbeiten genügt ein bar. Das führt mittel- und langfristig zu deutlichen Energieeinsparungen, da weniger Druckluft benötigt wird. „Ein hoher Anlaufdruck ist im Grunde wie Autofahren mit angezogener Handbremse – die Folgen sind ein hoher Energieverbrauch und Verschleiß. Deshalb sollte er so niedrig wie möglich sein“, erklärt Stefan Anstöter, Marktentwicklung bei Timmer. Das wirkt sich außerdem positiv auf die Spülung der Leitungen aus. BASF ist in der Lage, die gesamte Anlage mit geringem Druck vollständig durchzuspülen. Dieser Vorgang ist notwendig, um selbst feinste Rückstände wie etwa kleine Farbpigmente aus den Rohrleitungen zu entfernen.
Da die Pumpen so klein und kompakt sind, setzen sich weniger Rückstände ab. Der Rohstoffverlust durch die Restentleerung beim Spülvorgang ist zudem entsprechend gering. BASF spart dadurch Kosten, da einige Rohstoffe in der Beschaffung ausgesprochen teuer sind.

Darüber hinaus ist ein Stillstand der Pumpe ausgeschlossen. Dafür sorgt ein Keramik-Sprungventil, das besonders verschleißarm ist. Sämtliche Teile, die sich im Herzstück der Timmer-Pumpe bewegen, bestehen aus Keramik in Verbindung mit feingeschliffenen Hochleistungskunststoffen. Das führt zu einem minimalen Verschleiß im Ventil selbst. Hinzu kommt der Einsatz eines Kurzhub-Prinzips, das die Membran schont. Dadurch entsteht zudem eine geringere Pulsation – also weniger Druckstöße in der Leitung. Eine hohe Pulsation kann zu Verfälschungen in der Messung der Rohstoffmenge führen. Zum anderen verfügt die Timmer-Lösung über eine sogenannte Rastfunktion. Ist die Fördermenge zu gering, bleiben herkömmliche Pumpen häufig stehen und laufen anschließend nicht eigenständig wieder an. Mit den Timmer-Pumpen kann BASF dagegen Rohstoffe selbst in Minimalmengen problemlos fördern.
BASF konnte die Qualität der Lackproben optimieren und die Effizienzen dazu nutzen, die Geschwindigkeit für den Kunden zu erhöhen. 

Timmer GmbH
www.timmer.de