Dosieranlagen Hersteller

Dosieranlagen führen Flüssigkeiten, Pasten, Pulver oder Granulate in definierten Mengen Prozessen zu und setzen die Stoffströme zeit- und ortsgenau ab. Grundlage sind volumetrische oder gravimetrische Mess- und Abgabemechanismen mit Sensorik und Regelalgorithmen. Präzise Materialgaben stabilisieren Rezepturen und reduzieren Abweichungen bei Mischungen, Klebepunkten und Abfüllvolumina.

Grundlagen und Funktionsweise

Dosieranlagen geben definierte Mengen nach Rezeptdaten oder Prozessvorgaben ab. Je nach Auslegung erreichen Systeme Dosiergenauigkeiten von ±0,1 % bis ±2 % bezogen auf den Sollwert. Das beeinflusst Bauteilqualität, Chargenkonstanz und Ausschuss unmittelbar.

Volumetrische Konzepte arbeiten mit fest definierten Verdrängungsvolumina, gravimetrische Systeme messen die Masse über Wägetechnik. Eine geschlossene Regelung kompensiert Störeinflüsse und erzielt Wiederholgenauigkeiten unter 0,5 % des abgegebenen Volumens. Echtzeitüberwachung verhindert Unter- und Überdosierungen bei schwankenden Materialeigenschaften.

Kernkomponenten und Regelung

• Materialvorrat: Druck- oder Gravitationsbehälter mit Rührwerk, Stickstoffüberlagerung oder Entgasung zur Stabilisierung der Medien.
• Förderorgan: Zahnradpumpe, Exzenterschneckenpumpe, Kolbenpumpe oder Schneckenförderer, je nach Viskosität und Partikelanteil.
• Dosiereinheit: Nadelsitzventil, Kolbendosierer, Mischdüse oder Rotationsventil zur definierten Abgabe und Applikationsform.
• Messung: Wägezellen, Durchflussmesser oder Wegsensoren zur Erfassung von Masse, Volumen oder Hub.
• Steuerung: SPS (speicherprogrammierbare Steuerungen) mit Rezepturverwaltung, Trendaufschreibung und Schnittstellen zu Linienleitsystemen.
• Peripherie: Beheizung oder Kühlung, Filter, Rückschlagventile, Entkopplungen gegen Pulsation oder Schwingungen.

Typen und Anwendungsfelder

Vom Mikrodot in der Elektronik bis zur Schüttgutgabe im Zementwerk decken Dosieranlagen die gesamte Bandbreite ab. Die Dosiertechnik skaliert von Laboraufbauten bis zu kontinuierlichen Produktionslinien mit hohen Massenströmen.

Volumetrische und gravimetrische Systeme

Branchenbeispiele

In der Elektronikfertigung setzen Jet-Ventile Lötpastenpunkte mit hoher Taktzahl auf Leiterplatten. Steuerkurven kompensieren die Pastenverdickung über die Schicht, dadurch bleiben Linienbreiten und Punktvolumen stabil.

In der Pharmaindustrie dosieren gravimetrische Abfüllstationen Wirkstofflösungen in Vials. Chargenprotokolle mit Zeitstempel und Waagedaten dienen der Validierung und der Rückverfolgbarkeit nach GMP-Vorgaben.

In der Baustoffproduktion fördern Exzenterschneckenpumpen quarzgefüllte Dichtstoffe. Verschleißoptimierte Statoren und keramische Ventilsitze verhindern Drift der Abgabemenge über lange Laufzeiten.

Technische Kennzahlen und Leistungsmerkmale

Für die Auslegung zählen neben der Genauigkeit die Auflösung kleinster Einzeldosen, die Wiederholbarkeit über viele Zyklen und die Dynamik bei Start-Stopp-Fahrweisen. Wichtig sind zudem Umschaltzeiten zwischen Rezepturen, das Druckpulsationsniveau und der zulässige Gegendruck am Applikationspunkt.

Die Spreizung zwischen kleinster und größter stabiler Abgabemenge (Turndown) definiert die Bandbreite eines Systems. Weitere Kennzahlen sind die zulässige Viskositätsspanne, die Temperaturfestigkeit der Medienführung und das maximal zulässige Feststoffvolumen bei gefüllten Pasten.

Materialspezifische Anpassungen und Steuerung

Hochviskose Medien über 1.000.000 mPa·s erfordern Exzenterschneckenpumpen oder Kolbenpumpen mit Druckentlastung. Korrosive Stoffe benötigen medienberührte Teile aus Sonderstählen, Hastelloy oder Keramik. Für sedimentierende Pigmente halten Rührwerke die Suspension homogen. Beheizte Leitungen senken die Scherbeanspruchung.

Eine geschlossene Regelung koppelt Dosiereinheit, Sensorik und SPS. Hochfrequente Wägesignale filtern Schwingungen, während adaptive Parameter Rampen, Nachlauf und Rückzug steuern. So bleibt die Abgabe stabil, wenn Temperatur, Füllstand oder Viskosität schwanken.

Auswahl und Integration

Vor der Beschaffung ist ein Lastenheft mit Mediensteckbrief, gefordertem Toleranzband, Prozessschnittstellen und Hygieneanforderungen sinnvoll. Funktionsmuster oder Versuche im Applikationslabor senken Projektrisiken, weil Materialverhalten und Bauteilgeometrie unter realen Randbedingungen geprüft werden.

Wichtige Auswahlkriterien

• Materialeigenschaften: Viskosität, Dichte, Abrasivität, Korrosivität, Partikelgröße und Temperaturempfindlichkeit.
• Genauigkeitsbedarf: Toleranzband für Endprodukt und Prozessfähigkeit (Cp/Cpk) der Dosierschritte.
• Durchsatz und Takt: Zielmengen pro Zeit, Pufferspeicher und zulässige Stillstandszeiten.
• Automatisierung: Manuell, halbautomatisch oder voll integriert mit Rezepturverwaltung und Traceability.
• Reinigung und Umrüstung: Medienwechsel, Spülkonzept, totraumarme Auslegung und dokumentierte Kalibrierung.
• Umgebung: Reinraumklassen, Ex-Zonen, Schutzarten und zulässige Emissionen.

Betriebskosten und Wartung

• TCO (Total Cost of Ownership): Energiebedarf, Druckluftanteil, Spülverbräuche und Stillstandskosten in der Amortisationsrechnung.
• Verschleißteile: Austauschintervalle für Statoren, Dichtungen und Ventilsitze. Einfache Zugänglichkeit reduziert Stillstand.
• Rüst- und Kalibrierzeiten: Kurze Wechsel sichern eine hohe OEE (Overall Equipment Effectiveness) der Linie.
• Ersatzteile und Service: Verfügbarkeit, Reaktionszeiten und Remote-Support sind für den Dauerbetrieb entscheidend.

Markt und Hersteller

Der Markt umfasst Spezialisten wie Nordson EFD, DOPAG, Scheugenpflug, ViscoTec, ProMinent, LEWA, sera Group, Milton Roy, Graco, Seepex, Wacker Neuson sowie Anbieter von Mess- und Automatisierungskomponenten wie Mettler Toledo, Siemens und Sulzer Mixpac. Produktportfolios reichen von Mikrodosierern bis zu Großmengenanlagen mit kundenspezifischer Medienführung.

Bei der Anbieterwahl helfen Referenzapplikationen, Materialtests im Technikum sowie strukturierte Abnahmen wie FAT und SAT. Klare Schnittstellenbeschreibungen, Ersatzteillisten und Schulungskonzepte beschleunigen die Inbetriebnahme und sichern stabile Prozessfenster im Serienbetrieb.