15.06.2011

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Thieme: Neukonstruktion einer Abwasserhebeanlage aus PUR

Halbiertes Gewicht, leiserer Betrieb, kostengünstigere Herstellung: Eine neue Serie von Abwasserhebeanlagen des Herstellers STRATE, Sarstedt, wird erstmals nicht aus Aluminiumguss, sondern aus Polyurethan (PUR) hergestellt. Die von STRATE und THIEME gemeinsam erarbeitete Lösung wurde bei THIEME in eine funktionsgerechte Kunststoffkonstruktion aus zwölf Formteilen umgesetzt. Die materialtypischen und konstruktiven Vorteile des Werkstoffs PUR konnten dabei konsequent genutzt werden, teilt das Unternehmen mit.

Gewichtsreduktion dank PUR
Die vollautomatischen Hebeanlagen vom Typ "AWALIFT" des Herstellers STRATE sind im Abwasserbereich seit langem im Markt. Aufgabe für THIEME war, für eine kleine, für den Einsatz in Ein- und Zweifamilienhäusern vorgesehene Hebeanlage eine PUR-Konstruktion zu entwickeln. Diese sollte auf dem Design des bewährten STRATE-Systems basieren, aber im Vergleich zu den üblicherweise aus Aluminiumguss gefertigten Anlagen deutlich leichter und kostengünstiger sein. Ziel war eine Halbierung des Gewichts und eine deutliche Senkung der Herstellungskosten. Wegen der rauen Einsatzbedingungen waren dabei hohe Anforderungen hinsichtlich mechanischer Stabilität und Chemikalienbeständigkeit zu erfüllen.

"Mit dem Werkstoff Polyurethan konnten wir alle Wünsche und Anforderungen unseres Kunden realisieren", erklärt THIEME-Projektleiter Jürgen Vogel. Insgesamt wurden elf Form- und Funktionsteile für den Behälter und den Sperrstoffsammelraum der Hebeanlage sowie für die Pumpe und die Rückschlagklappe aus dem hochfesten PUR-Werkstoff Baydur GS gefertigt; ein weiteres Teil (der Auftriebskern) besteht aus einem Integral-Hartschaum mit geringerer Dichte (Baydur 66 FR). Das kleinste PUR-Teil wiegt 74 g, das größte 13,5 kg. Das Gewicht aller zwölf Teile zusammen beträgt 28,5 kg und damit nur etwa die Hälfte der bisherigen Aluminiumkonstruktion. Die komplette Hebeanlage der neuen Serie "AWALIFT 80" inklusive Pumpenmotor wiegt ca. 42 kg und damit ebenfalls erheblich weniger als eine vergleichbare Alu-Ausführung (78 kg).

"Die deutliche Gewichtsreduktion ist nicht der einzige Vorteil der PUR-Konstruktion", betont Jürgen Vogel. "Ein für den Hersteller wichtiges Verkaufsargument ist auch die geringe Geräuschentwicklung beim Anfahren und im Betrieb der Hebeanlage aufgrund der niedrigen Schallemission der PUR-Teile." Für STRATE-Vertriebsleiter und -Prokurist Wolf-Peter Strate ist diese ein Pluspunkt insbesondere im Vergleich zu den aus Polyethylen (PE) gefertigten Kleinhebeanlagen anderer Anbieter: "Anlagen aus PE sind häufig laut und neigen zum Brummen, wenn der Behälter entleert wird. Da können wir auch mit unserer PUR-Konstruktion punkten." Außerdem wäre das von STRATE entwickelte Sperrstoffsammelraumsystem, das die Pumpen vor Verstopfung schützt, mit PE-Bauteilen aufgrund deren mangelnder Druckfestigkeit gar nicht umsetzbar gewesen: "Bei vollem Pumpendruck können durchaus bis zu 3 bar auftreten", so Strate. "Für uns war deshalb klar: Wenn wir eine Kunststofflösung wollen, dann muss es PUR sein." Als weitere Vorteile des PUR-Designs im Vergleich zur bisherigen Aluminiumguss-Ausführung sind die vereinfachte Vor-Ort-Montage und Wartung, die höhere Flexibilität und damit Bruchfestigkeit des Kunststoffs sowie die schlag- und kratzfeste Oberfläche zu nennen.

Kostensenkung durch PUR-Konstruktion
Auch hinsichtlich der Herstellungs- und Montagekosten hat die Neukonstruktion mit PUR die Erwartungen erfüllt: zum einen durch die niedrigen Werkzeugkosten des PUR-Prozesses, zum anderen durch die Möglichkeit, Montagekomponenten bereits beim Gießen bzw. Schäumen der Teile zu integrieren. So wurden teils Gewindebuchsen für die Verschraubung von Formteilen eingegossen, teils Kernbohrungen für die dauerhafte Verbindung mittels selbstschneidender Schrauben und Dichtkleber eingeformt. Dadurch entfallen die Kosten für die bei Gussteilen erforderliche mechanische Nachbearbeitung wie Bohren, Drehen oder Gewindeschneiden. Kostensenkend wirken sich nicht zuletzt auch die Materialeinsparungen aus, die dank der mit PUR realisierbaren großen Wandstärkenunterschiede von 5 bis 40 mm erzielt werden konnten. Wo immer möglich, wurden die Teile dünnwandig ausgeführt und an den erforderlichen Stellen mit Versteifungsrippen verstärkt. Als positiver "Nebeneffekt" dieser Konstruktion wird das bereits erwähnte geringe Gewicht bei zugleich hoher Festigkeit genannt.

Die komplette Baugruppe wird im THIEME-Werk in Teningen endmontiert, bevor sie bei STRATE mit den Funktionsteilen der Pumpe und der Steuerung komplettiert und getestet wird.