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weiss10315Titelstory

Für einen Hersteller von Reifendruck-Kontrollsystemen produziert Weiss Kunststoffverarbeitung die Sensorgehäuse im 2K-Verfahren und integriert dabei auch die Sendeantenne, die die Messdaten per Funk weitergibt. Die kontinuierliche Messung des Reifendrucks und der Reifentemperatur ist insbesondere für Nutzfahrzeuge wichtig, um die laufenden Betriebskosten durch Dieselverbrauch und Reifenverschleiß zu reduzieren. Deshalb sind Reifendruck-Kontrollsysteme inzwischen in vielen Ländern bei Neuwagen vorgeschrieben.


Reifendruckkontrollsysteme für Nutzfahrzeuge stellen eine technische Herausforderung dar, weil die Zugmaschinen immer wieder neu mit Anhängern und Aufliegern kombiniert werden und im Gegensatz zu Pkw-Systemen nicht ausschließlich der Fahrer über den Reifenzustand informiert werden soll.

Die Alligator Ventilfabrik GmbH in Giengen an der Brenz hat mit der „sens.it HD“-Plattform eine Lösung für diese Anwendungsfälle entwickelt: Reifendrucksensoren messen kontinuierlich Druck und Temperatur und geben die Messwerte regelmäßig an eine eigene Telematikeinheit weiter. Diese Einheit gleicht die Daten mit kunden- und fahrzeugspezifischen Grenzwerten ab. Anschließend werden die Daten über eine SIM-Karte an einen Cloud Server gesendet. Mit Hilfe einer Reifenmanagement-Plattform können nun Werkstattverantwortliche und Fuhrparkbetreiber jederzeit über den aktuellen Zustand der Reifen informiert werden. Basierend auf diesen Informationen schafft das Reifenmanagementsystem die Voraussetzungen dafür, frühzeitig einen Luftverlust oder eine Temperaturerhöhung zu erkennen und mit einer entsprechenden vorbeugenden Wartung ein Liegenbleiben des Fahrzeuges zu verhindern.

Anspruchsvolles Sensorgehäuse

weiss30315Aber nicht nur die Verarbeitung der Sensordaten, auch die Fertigung des Sensorgehäuses birgt Herausforderungen, die erst dann offensichtlich werden, wenn man den Fertigungsprozess bei der Weiss Kunststoffverarbeitung GmbH & Co. KG beobachtet, die im Auftrag von Alligator die Gehäuse fertigt.

Der Sensor wird mithilfe eines textilen Gurtsystems an der Felge befestigt. Die Einsatzdauer des Reifendrucksensors und damit auch des Kunststoffgehäuses beträgt ca. fünf Jahre. Während der Reifenmontage und -demontage schützt nur das Kunststoffgehäuse die sensible Messelektronik und bewahrt diese vor Beschädigungen. Neben dem zuverlässigen Schutz muss das Kunststoffgehäuse weitere integrale Anforderungen wie die Aufnahme der Antennentechnik oder den Zugang zum Drucksensor erfüllen.

Weiss entwickelte schon in der Anfrage- und Angebotsphase ein Produktionskonzept, das diese Besonderheiten berücksichtigt. Martin Sturm, Projektingenieur bei Weiss: „Wir investieren im Vorfeld viel Zeit und machen uns intensiv Gedanken, um das beste Konzept zu finden und den Kunden dessen Vorteile aufzuzeigen.“

Wegen dieser überzeugenden Gesamtlösung erhielt Weiss den Auftrag für die Produktion der Sensorgehäuse, die inzwischen in großer Stückzahl hergestellt werden. Der Prozess beginnt nicht nur mit dem Kunststoffgranulat sondern auch mit einem filigranen Stanz-Biege-Teil. Es dient als Antenne, die die Sensorsignale an die Telematikeinheit sendet. 

2K-Spritzguss mit PBT und TPE

Die Antenne wird automatisch vereinzelt und einem Roboter zugeführt. Dieser nimmt das Stanzteil und legt es in einem 2K-Werkzeug ab, das mit einer Dreh-Wende-Vorrichtung ausgestattet ist. Die 2K-Spritzgießanlage umspritzt das Stanz-Biege-Teil zunächst mit einem PBT, aus dem das eigentliche Sensorgehäuse besteht und im zweiten Prozessschritt mit einem weichen TPE, das die Montageöffnungen schließt und eine Dichtung formt.

weiss20315Zum Produktionsprozess gehören auch zwei Prüfungen. „Wir prüfen automatisch, ob die Bohrung, die den Luftdurchfluss durch den Sensor sicherstellt, vorhanden und ausreichend groß ist“, so Sturm. „Zude prüfen wir das Vorhandensein der Antenne im Sensorgehäuse.“ Zuletzt werden die geprüften Gehäuse automatisiert in der Transportverpackung abgelegt.

Cleveres Steuerungskonzept

Die Weiss-Techniker erarbeiteten für die Produktion des Sensorgehäuses ein ausgeklügeltes Steuerungskonzept, bei dem der Roboter als Master den Takt der Spritzgießmaschine bestimmt. Darin ist auch eine Anfahrphase bzw. die kontinuierliche Produktion in geringeren Stückzahlen vorgesehen. Martin Sturm: „Dann werden die Metallteile per Hand in die Werkzeuge eingelegt.“

Der Kunde ist mit dem Ergebnis vollauf zufrieden. Bernd Postweiler, bei Alligator verantwortlich für den strategischen Einkauf: „Wir können die Anzahl unserer Zulieferer reduzieren, wenn ein Partner möglichst viele Prozessschritte übernimmt und uns einbaufertige Module oder Systeme anliefert. Zudem erfüllt Weiss unsere hohen Qualitätsanforderungen, und die Zusammenarbeit sowohl in der Projektierungsphase als auch jetzt im laufenden Projekt ist sehr angenehm und produktiv.“
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