Doppelmembranpumpe Pumpen für automatisierte Lackentwicklung von BASF

In der neuen, hochmodernen Lackentwicklung von BASF arbeiten rund 300 Doppelmembranpumpen von Timmer. Sie sorgen für Prozesssicherheit und Energieeffizienz.

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Die zentrale Rohstoffversorgung der mehr als 300 über den Dosierautomaten verfügbaren Dosierstellen findet mittels Doppelmembranpumpen von Timmer statt.
Die zentrale Rohstoffversorgung der mehr als 300 über den Dosierautomaten verfügbaren Dosierstellen findet mittels Doppelmembranpumpen von Timmer statt.
(Bild: BASF Coatings)

Früher bestand die Entwicklung von Lacken zu einem großen Teil aus Handarbeit. Labormitarbeiter gaben manuell per Pipette bestimmte Mengen an Rohstoffen in die Gesamtmischung, um einen Lack zu erzeugen. 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 Küsener, verantwortlich für Automatisierung und Digitalisierung im Lean Lab bei BASF in Münster. 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 automatisch im präzisen Verhältnis zusammen. So ist die Qualität der Ausgangsmischung gleichbleibend hoch.

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Modulares Laborkonzept für eine effiziente Lackentwicklung

BASF hat das modulare Laborkonzept Lean Lab ins Leben gerufen, um aktuellen und auch künftigen Marktanforderungen schnell und flexibel begegnen zu können, aber auch um Arbeitsprozesse effizienter, einfacher und transparenter zu gestalten. Dabei hilft die automatisierte Lackentwicklung.

Doppelmembranpumpen der Timmer GmbH sind das Herzstück des Labordosierautomats und elementar für dessen 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 unterscheiden sich stark in ihrem Fließverhalten und der hohen Spannbreite an Viskositäten. Ohne konstante Pumpenleistungen ist eine auf das Gramm genaue Dosierung nicht realisierbar“, sagt Alexander Küsener.

Energieeffiziente Doppelmembranpumpen – kompakt und bedienerfreundlich

Mit den Timmer-Pumpen kann BASF nahezu alle Materialien fördern. Ein großer 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, die in geringen Abständen verbaut sind, spart das Unternehmen viel Platz. Gleichzeitig ermöglicht die Pumpenlösung einen vereinfachten Zugang. Müssen bestimmte Pumpen zur Revision, können sie schnell und unkompliziert ausgebaut werden.

Dosierautomat – einzigartig in der Lackindustrie

Der Dosierautomat ist in der Lackindustrie einzigartig und wurde eigens für das Labor in Münster gebaut. Die zwölf Meter lange und acht Tonnen schwere Maschine, die BASF gemeinsam mit dem Anlagenhersteller Fricke Dosing + Filling Systems entwickelt hat, kann aus mehr als 300 flüssigen Rohstoffen Standard-Rezepturen herstellen. Die Mitarbeiter wählen an der Anlage ein bestimmtes eingespeichertes Produkt aus, das System ruft die entsprechende Rezeptur ab und mischt die Rohstoffe auto-matisch im präzisen Verhältnis zusammen.

Die Doppelmembranpumpen verfügen über einen sehr geringen Anlaufdruck. Während herkömmliche Varianten auf dem Markt etwa einen Anlaufdruck von 1,5 bar bis 2 bar benötigen, damit die Pumpe überhaupt läuft, benötigt die Timmer-Lösung lediglich 0,5 bar und arbeitet prozesssicher bereits mit 1 bar Druck. 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, der in der Marktentwicklung bei Timmer tätig ist.

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 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 entsprechend gering. BASF spart dadurch Kosten, da einige Rohstoffe, zum Beispiel komplexe Spezialfarben, in der Beschaffung sehr teuer sind.

In der Regel ist die Membran das Hauptverschleißteil einer Pumpe – wie die Bremsklötze beim Auto. Ist ein Membranwechsel notwendig, müssen üblicherweise auch das Ventil und die gesamte Dichtung erneuert werden. Das ist bei unseren Produkten nicht notwendig.

Stefan Anstöter, Marktentwicklung Timmer

Keramik-Sprungventil verhindert Pumpen-Stillstand

Darüber hinaus ist ein Stillstand der Pumpe ausgeschlossen. Dafür sorgt ein spezielles Keramik-Sprungventil, das besonders verschleißarm ist. „In der Regel ist die Membran das Hauptverschleißteil einer Pumpe – wie die Bremsklötze beim Auto. Ist ein Membranwechsel notwendig, müssen üblicherweise auch das Ventil und die gesamte Dichtung erneuert werden. Das ist bei unseren Produkten nicht notwendig“, sagt Stefan Anstöter. Sämtliche Teile, die sich im Herzstück der 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, bei dem die Membran kürzere Hübe ausführt und infolgedessen geschont wird. Dadurch entsteht zudem eine geringere Pulsation – also weniger Druckstöße in der Leitung. Eine hohe Pulsation kann zu Verfälschungen in der Messung der Rohstoffmenge führen. Da BASF zum Teil im Milligramm-Bereich abfüllt, ist das ein wichtiger Faktor. Zum anderen verfügt die Lösung über eine sogenannte Rastfunktion. Ist die Fördermenge zu gering, bleiben herkömmliche Pumpen häufig stehen und laufen anschließend nicht eigenständig wieder an. BASF kann dagegen Rohstoffe selbst in Minimalmengen problemlos fördern.

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