Weniger Watt im Norden

Wenn der Notarzt gerufen wird, greift er in manchen Fällen auf tragbare, elektrisch betriebene Absaugpumpen zurück. Sie saugen Blut, Sekret und Nahrungsbestandteile aus der Mundhöhle, dem Nasen-Rachen-Raum und dem Bronchialsystem. Bakterienfilter sorgen dafür, dass weder Bakterien noch Flüssigkeitstropfen in die Motoreinheit oder über den Schalldämpfer in die Umgebung gelangen können. Die Filter bestehen aus verschiedenen Kunststoffen, die mit Hilfe moderner Ultraschallschweißgeräte sicher miteinander verbunden werden können.

So ein Bakterienfilter, wie ihn ein namhafter deutscher Medizintechnikhersteller anbietet, ist aus drei Teilen aufgebaut: Filterunterteil, Filterscheibe und Oberteil. Lediglich die beiden Kunststoffteile, nicht aber die Filterscheibe selbst, müssen in einem Bereich von 1 mm umlaufend wasserdicht miteinander verschweißt werden. Falls der Filter doch in diese Verbindung einbezogen ist, wäre das gesamte Teil nicht mehr einsetzbar. Dies zu verhindern, ist die Aufgabe der Ultraschallschweißgeräte, die die Firmengruppe Maschinenbau-Technologie-Herrde (MTH) in Henstedt-Ulzburg baut und auf denen die Schleswig-Holsteiner seit vielen Jahren im Auftrag des Anbieters die beschriebenen Bakterienfilter fertigen.

Die Komponenten der Filter werden hier mit einer Ultraschallpresse vom Typ Ecoline Multi-Edition zusammenschweißt, was nach Angaben von MTH ein sehr Energie sparender Prozess sein kann. Die Schweißwerkzeuge, die die Norddeutschen zum Verbinden der thermoplastischen Kunsstoffteile einsetzen, können sie bei der Ecoline-Maschine sowie bei allen anderen Maschinentypen je nach Anforderung mit unterschiedlichen Werkstoffen wie gehärtetem Stahl, Aluminium oder Titan ausstatten. Diese so genannten Sonotroden, die die Ultraschallwellen erzeugen, stammen ausschließlich aus der eigenen Fertigung in Schleswig-Holstein. Wenn für aufwändigere Schweißprozesse mehrere Sonotroden zum Fertigen eines Produktes gebraucht werden, ist das Schnellwechselsystem von Vorteil, mit dem MTH die Ultraschallpresse ausgestattet hat. Zudem steigert eine elektrische Arbeitshöhenverstellung des Maschinenkopfes die Effizienz.

Im Fall der Bakterienfilter regelt ein digital gesteuerter Ultraschallgenerator die Spezialsonotrode mit einer Frequenz von 40 kHz sehr präzise. Ein spezieller Energierichtungsgeber (ERG) sorgt beim Verschweißen dafür, dass ausschließlich und mit hoher Wiederholgenauigkeit die Kunststoffteile verbunden werden, ohne die Filterscheibe zu beeinträchtigen.

Da eine zerstörungsfreie Prüfung der Fertigteile nicht möglich ist, muss sich der Hersteller vollkommen auf die von der Maschine gebotene Schweißqualität verlassen können. Ein intelligentes, von den Schleswig-Holsteinern entwickeltes Computerprogramm regelt diesen Prozess, in dem es die Zeit, die Energie sowie alle relevanten Schweißparameter überwacht. Dabei zeigt es der Person, die die Maschine bedient, kleinste Störungen unverzüglich an. Verunreinigungen durch Schweißgut oder Austrieb des Schweißmaterials sind somit ausgeschlossen.

Dem Energieverbrauch hat der Maschinenbauer besondere Aufmerksamkeit gewidmet: Für das Verschweißen der Teile benötigt der Generator lediglich 400 W. Als marktüblich gelten für solche Verschweißungen 20 kHz Arbeitsfrequenz sowie über 1000 W Leistung. Solche Daten und der damit verbundene Energieverbrauch verusachen jedoch höhere Kosten. Für den speziellen Einsatzfall der Bakterienfilter wäre die Ultraschallschweißtechnik mit solchen Werten sogar unwirtschaftlich gewesen.

Robert Timmerberg Fachjournalist in Düsseldorf

MTHerrde fertigt Sondermaschinen und Kunststoffschweißanlagen verschiedener Größen sowie Einzelkomponenten, die auf der Ultraschall-Technologie basieren. Das Spektrum reicht dabei von speziellen Sonotroden über Schallköpfe und Handschweißgeräte samt passenden Generatoren bis hin zu Kleinanlagen und hochwertigen Ultraschall-Schweißpressen. Bei MTH werden alle Fertigungsabläufe vor Serienanlauf präzise untersucht und, gestützt durch Paretoanalysen, sorgfältig überprüft. Die Planung und Projektierung kompletter Schweißanlagen, Prüfvorrichtungen und Spezialkonstruktionen führen die Schlewsig-Holsteiner seit vielen Jahren europaweit unter anderem für namhafte Hersteller aus der Automobil- und Medizintechnik durch.