Artikel Berghof GmbH

High-Tech-Dichtmembran von Berghof

Bei fast allen modernen Dieselautos der niedrigsten Schadstoffklasse muss die Fahrerin oder der Fahrer eines Tages AdBlue® nachtanken. Und hat dann einen eher unscheinbaren blauen Schraubverschluss in der Hand, der es buchstäblich in sich hat: Denn die Deckel der AdBlue®-Tanks zahlreicher namhafter Autohersteller sind mit einer speziellen High-Tech-Dichtmembran aus einem der interessantesten Kunststoffe überhaupt ausgestattet – Permeaflon®.

Wer TeflonTM hört, denkt meist unweigerlich an Bratpfannen. Eigentlich schade: Denn Polytetrafluorethylen (PTFE), wie das unter anderem unter dem Markennamen TeflonTM vermarktete Material fachlich korrekt heißt, kann weitaus mehr, als Lebensmittel nicht anhaften zu lassen. Neben der Tatsache, dass es extrem antihaftend ist, zeichnet sich PTFE vor allen Dingen durch seine enorm hohe chemische und thermische Beständigkeit aus.

Seit mehr als 50 Jahren beschäftigt sich Berghof Fluoroplastics, ein Geschäftsbereich der in Eningen bei Stuttgart ansässigen Berghof Firmengruppe, fast ausschließlich mit diesem Werkstoff. Und findet dabei immer wieder neue, spannende Einsatzgebiete, bei denen PTFE in kundenspezifischen Lösungen überzeugt.

AdBlue®-Tankdeckel sind dafür ein hervorragendes Beispiel. Ähnlich wie Kraftstofftanks benötigen auch die Tanks für AdBlue® ein wirksames System zum Be- und Entlüften, um die durch Temperatur-, Füllstands- oder Lageveränderungen entstehenden Änderungen des Innendrucks auszugleichen. Diese Aufgabe übernimmt ein Druckausgleichselement (DAE) im Deckel des Tanks.

PTFE - das Multitalent  

Und für diesen Zweck braucht es schon ein echtes Multitalent. Denn Harnstoff, die Grundsubstanz von AdBlue®, neigt stark zur Kristallbildung. Durch das Verdunsten von Wasser entstehen weiße Kristalle, die der Druckausgleichsmembran zusetzen können. Im Idealfall sollte die Membran also so beschaffen sein, dass die Harnstofflösung rückstandsfrei abperlt, damit sich keine Kristalle festsetzen können. Darüber hinaus muss die Membran einerseits extrem gasdurchlässig sein – und darf andererseits keinerlei Flüssigkeiten durchlassen.

Es gibt ein Material, das genau diese Eigenschaften in idealer Weise vereint: Permeaflon® von Berghof. Deshalb hat einer der führenden Hersteller für Verschlusstechnik für die zahlreichen AdBlue®-Tankdeckelvarianten seiner namhaften Kunden diesen High-Tech-Kunststoff – der Fachmann spricht hier von symmetrisch porösem, gesintertem PTFE – einem echten Härtetest unterzogen. Über mehrere Wochen hinweg setzten die Experten Membranen aus Permeaflon® in einem sogenannten Schwapptest immer wieder AdBlue® aus – und zeigten sich zufrieden: vom Anfang bis zum Ende des Tests perlte die Substanz rückstandsfrei ab, Kristalle durchdrangen die robuste Porenstruktur nicht. Nach diesem erfolgreichen Test stand also fest: Permeaflon® ist das ideale Material für die atmungsaktiven Dichtmembranen.

Berghof Fluoroplastics steht aber nicht nur für einzigartige Verbindungen von Materialeigenschaften, sondern auch für einzigartige Verbindungen zu seinen Kundinnen und Kunden. Auch hierfür sind die AdBlue®-Tankdeckel ein sehr gutes Beispiel.

Denn dieser Verschlusstechnikspezialist fertigt diese Deckel in sehr großen Stückzahlen (mehrere Millionen pro Jahr). Da stellt sich natürlich die Frage: Wie lassen sie sich reibungslos und wirtschaftlich herstellen? Wie gut, dass die Expertinnen und Experten bei Berghof die Zusammenarbeit mit Ihren Kundinnen und Kunden schon seit jeher als echte Partnerschaft verstehen.

So haben die Experten bei Berghof Fluoroplastics ihren Kunden und ihren Partner Herrmann Ultraschalltechnik zusammengebracht. Im engen Dialog ist so auf der Basis einer von Herrmann entwickelten Ultraschallschweißmaschine ein Fertigungsverfahren entstanden, das einfacher und effizienter ist, Prozessschritte reduziert und Montagehilfsstoffe einspart.

Schritt 1: Die Maschine stanzt die Membrankontur aus einem Materialband heraus. Schritt 2: Die sogenannte Sonotrode, ein spezielles Ultraschall-Siegelwerkzeug mit Vakuumansaugung, transportiert die ausgestanzte Permeaflon®-Membran zum Kunststoffbauteil. Schritt 3: Die Maschine verbindet Membran und Kunststoffbauteil per Ultraschallschweißen. Fertig!

Dieses clevere System hat für den Kunden gleich mehrere Vorteile: Er arbeitet jetzt mit einem kostengünstigeren (weil nicht vorkonfektionierten) Membran-Materialband, das ihm Berghof verarbeitungsfertig liefert. Der neue Prozess spart außerdem Material und Zeit (Zykluszeit: weniger als zwei Sekunden pro Schweißzyklus). Zudem ist die bisher notwendige optische Qualitätskontrolle überflüssig, da das System selbst per Vakuumabfrage zuverlässig kontrolliert, ob die Membran korrekt ausgestanzt und positioniert ist.

„Nur“ ein Tankdeckel? Der Verschluss des AdBlue®-Zusatztanks mag unscheinbar aussehen, technisch gesehen hat er es aber ganz schön in sich.

Smartes Konzept, smart gesteuert: Der „eChiller“ ersetzt Chemie durch reines Wasser

100 Prozent Wasser als Kältemittel, 80 Prozent Energieersparnis: Der „eChiller“ ist in einem skalierbaren Leistungsbereich von 20 bis 300 kW weltweit einzigartig – und liefert die nachhaltige Lösung für die Herausforderungen, die sich der Kältebranche aktuell durch neue gesetzlichen Anforderungen, die ungewisse Preisentwicklung für herkömmliche Kältemittel und die steigenden Stromkosten stellen. Ein rundum smartes Konzept – dank Berghof auch in Sachen Steuerung. Bei Gardena, dem bekannten Hersteller intelligenter Systeme für die Gartenbewässerung und -pflege, stellt der kürzlich von der Europäischen Kommission ausgezeichnete „eChiller“ schon seit rund einem Jahr seine hohe Energieeffizienz und seinen wartungsarmen Betrieb unter Beweis.

Gleich und gleich gesellt sich gern: Sowohl bei der Efficient Energy GmbH, dem Erfinder und Hersteller des „eChiller“, als auch bei Berghof Automation and Control Solutions, den Steuerungsspezialisten der Berghof-Firmengruppe, ist das Streben nach Neuem die große Leidenschaft. Kein Wunder, dass sich die Experten auf beiden Seiten gleich bestens verstanden haben.

Sicher einer der Gründe, warum die Design-In Phase bei diesem Projekt mit nur wenigen Wochen außergewöhnlich kurz war: „Wir haben mehrere Jahre getüftelt und optimiert, bis wir mit dem ‚eChiller‘ die Kältetechnik revolutionieren konnten – und da wollten wir natürlich so schnell wie möglich an den Markt gehen, als das Gerät marktreif war“, verdeutlicht Dr.-Ing. Jürgen Süß, Geschäftsführer der Efficient Energy GmbH, die den kürzlich von der Europäischen Kommission mit dem „Europäischen Wirtschaftspreis für die Umwelt 2018-2019“ als Sieger in der Kategorie „Produkt und Service“ ausgezeichneten „eChiller“ entwickelt hat und jetzt erfolgreich in Serie produziert.

Zunächst hatte das Unternehmen alle seine Energie in das Entwickeln der Kompressionskältetechnik gesteckt und geplant, den „eChiller“ mit einem einfachen Microcontroller zu regeln. „Wir haben aber schnell gemerkt, dass wir auf diese Weise nur schwer das ganze Energiespar-Potenzial unserer Idee werden nutzen können“, erinnert sich Dr.-Ing. Süß.

Ein Mitarbeiter von Efficient Energy gab dann den entscheidenden Hinweis: „Er hat uns die Vorteile von speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) auf ‚CODESYS‘-Basis schmackhaft gemacht. Zusammen mit den Spezialisten von Berghof haben wir es dann geschafft, die gesamte wärmeabgebende Kette optimal zu regeln und die Peripherie so energetisch zu optimieren“, bedankt sich Dr.-Ing. Süß für die gelungene Zusammenarbeit.

Dank "CODESYS"-SPS von Berghof ist die ganze wärme-abgebende Kette optimal geregelt

Das Ergebnis kann sich sehen lassen: So ist die Energieeffizienz des „eChiller“ laut Efficient Energy im Vergleich zu Standardanlagen um den Faktor Vier höher. Und durch das smarte Steuerungskonzept lässt er sich zudem ganz flexibel und exakt auf die Wünsche des jeweiligen Kunden einstellen.

Denn die SPS von Berghof lassen sich leicht an jede Gegebenheit anpassen. Die Basis für diese große Flexibilität bildet ein ausgereiftes Standardportfolio, bei dem konsequent das herkömmliche und bewährte „CODESYS“ zum Einsatz kommt. Der Vorteil für die Kunden: Berghof hat dadurch intensive Erfahrungen zu Komponenten, Beschreibungen, Anwendererfahrungen, Zubehör, Software, Performance und vielem mehr.

Berghof hat zudem als einer der ersten „CODESYS“-Anwender langjährige Erfahrung in der Applikationserstellung. Die aktuelle Steuerungsplattform auf Basis moderner Prozessoren bietet ein breites Portfolio verschiedener Komponenten. Von der kompakten Box-Steuerung „B-Fortis CC-Slim“ über All-in-One-Steuerungen „B-Fortis CC-Prime“ mit einer Vielzahl an Schnittstellen und IO bis zur Panel-SPS „B-Primis DC-Classic und DC-Prime“ sowie den Webterminals „B-Primis ET-Classic und ET-Prime“. Durch die hohe Performance der Berghof-Steuerungen sind diese auch optimal für CNC-Anwendungen mit SoftMotion geeignet. Ergänzt wird das Portfolio durch eine vollständig in „CODESYS“ integrierte Safety-Steuerung und Lösungen für Cloud-Services.

Auf der Basis dieses breiten Portfolios ermöglicht Berghof mittels bewährter Methoden kundenspezifische Lösungen. In allen Phasen der Projektrealisierung unterstützt das Unternehmen je nach Bedarf. Selbst nicht versierte Projekteure sind hierdurch in der Lage, Anforderungen funktionssicher zu realisieren. Das Resultat: zügige Projektrealisierungen in hoher Qualität mit vielfach erprobten Komponenten – und dadurch Sicherheit für Anlagenbau und Endanwender.

Ein gutes Beispiel dafür ist die Zusammenarbeit mit Gardena, dem bekannten Hersteller intelligenter Systeme für die Gartenbewässerung und -pflege: Für eines der Werke des Unternehmens in Gerstetten bei Ulm, in dem Gardena für den Eigenbedarf und für zahlreiche namhafte Kunden pro Tag rund 1,5 Millionen Kunststoffteile produziert, suchten die Verantwortlichen nach einer möglichst energieeffizienten und umweltfreundlichen Lösung zum Kühlen einer Kunststoff-Extruder-Maschine, mit der das Unternehmen die Leitungen für seine Sprinklersysteme fertigt.

Die besondere Herausforderung dabei: Um die optimale Qualität der Leitungen zu gewährleisten, muss die Temperatur immer in einem sehr engen Temperaturbereich liegen. „Hier konnten wir also mit dem ‚eChiller‘ nicht nur durch die Argumente ‚Wasser statt Chemie‘ und hohe Energieeinsparung, sondern eben auch durch das sehr genaue Regeln über die SPS punkten“, freut sich Dr.-Ing. Süß. Angenehmer Nebeneffekt: Efficient Energy kann ganz einfach per Fernwartung auf die SPS zugreifen, um für Gardena Diagnosen im System oder Software-Upgrades durchzuführen.

Der „eChiller“ ist bei Gardena bereits seit etwa einem Jahr in Aktion – und hat sich im täglichen Rund-um-die-Uhr-Einsatz bestens bewährt. Kein Wunder, dass die Zeichen gut stehen, dass Gardena in Zukunft beim Thema Klimatisierung – wann immer möglich – auf den „eChiller“ setzen wird.