Ofen ist nicht gleich Ofen

Markus Vüllers: Hallo Matthias, sind wir wieder. 14 Tage sind schon wieder rum.

Matthias Bader: Hallo Markus! Ja, Gott sei Dank, es wird wärmer draußen, der Frühling macht sich bemerkbar und das ist toll, dass sich die Natur wieder neu entfaltet.

Markus Vüllers: Ja, ich freue mich über jede Birkenpolle, die mein Auge trifft.

Matthias Bader: Ja siehst du, so kann man unterschiedliche Art und Weise die Freude erfahren. Und der Jahreskreis ist ja aber auch ein tolles Zeichen für die Erneuerung. Und ich denke, das ist gerade aktuell das Thema überall, dass man nicht mehr am alten grenzenlos festhalten darf und muss, sondern wirklich neue Herausforderungen wählen muss. Und das bedeutet auch, sich selber neu zu erfinden. Und das Rad immer neu erfinden geht nicht, aber ich kann mich selber weiterentwickeln. Und da war ich beim Kunden. Und da ging es die Thema, wie können wir uns besser positionieren im Markt? Wie können wir die Qualität, die wir liefern, sichtbar machen? Und da habe ich gesagt, Ja, was soll ich da sagen als ich bilde mir einen Urgestein der QIB? Da ist natürlich bei der Lohnbeschichtung wirklich das Qualitätszeichen für Industriebeschichter das einzige Zeichen, das Aluminiumstahl, Verzinkenstahl, Edelstahl abbildet, die Bahnzulassung inklusive hat mit gewissen Auflagen. Und so weiter. Das ist immer ein ganz tolles Tool. Die QIBE macht einen tollen Job. Und ich freue mich, dass ich seit weit über 15 Jahren hier Vorsitzender sein darf für die Technische Kommission. Und da sind wir immer dran, Ball tolle Marktblätter zu machen, machen eine wertvolle Arbeit mit der Technischen Kommission. Und das war mein Highlight.

Markus Vüllers: Ja und ich hatte tatsächlich ein Thema. Dem Kunden hätte es wahrscheinlich auch sehr gut getan, sich mal mit einer Qualitätsgemeinschaft wie der QEB auseinanderzusetzen. Dann wären ihm genau diese Probleme nicht passiert, die dazu geführt haben, dass er mich angerufen hat.

Matthias Bader: Das ist ja geheim mit der QIB. Du kannst ja, ich sage immer, Rezeptbuch kostenlos runterladen. Und wenn man in der Lage ist, das zu lesen, da steht es eins zu eins drin. Natürlich ist es leichter, wenn einer einen an die Hände nimmt und der sagt, okay, wie geht es denn besser? Best Practice. Aber letztendlich, das Wissen ist zugänglich. Und das ist doch auch dein Thema.

Markus Vüllers: Jaja, jaja.

Markus Vüllers: Ja absolut, das ist ein entscheidendes Thema, aber es muss das Bewusstsein da sein, dass man sich damit beschäftigt. Wenn ich also davon ausgehe, dass ich schon alles weiß und Wissen nicht teile, beziehungsweise nicht auf das Wissen anderer zurückgreife oder halt eben das Wissen von Leuten, die ausscheiden aus dem Unternehmen, nicht im Unternehmen behalte, indem ich es transferiere, dann habe ich die Grundvoraussetzungen nicht geschaffen, diese Veränderung hervorzurufen und dann lerne ich unter Schmerzen, weil dann muss erst irgendein Problem auftauchen, eine Katastrophe passieren, bevor man sich dann mit dem Thema beschäftigt. Und das Beispiel, was ich mitgebracht habe, ist genau das Thema großflächige Enthaftung von Lackierungen, in dem Fall einer Pulverbeschichtung. Nicht festgestellt im Unternehmen, sondern erst in der Endmontage beim Kunden. Das heißt immer dann, wenn eine Unterlegscheibe mit einer Schraube angezogen wurde, löste sich dann der Lack an dem Anschraubloch und wenn man dann halt so ein bisschen mit dem Spatel drunter ging, stellte man fest die Haftfestigkeit war auf der gesamten Fläche nicht da und in dem Fall ging es tatsächlich nicht eine schlechte Vorbehandlung. Die Teile waren sauber, das war alles soweit okay. In dem Fall war es... Genau.

Matthias Bader: Es gibt immer zwei Gründe. Entweder Vorbehandlung oder das richtige Einbrennen, das Vernetzen.

Markus Vüllers: Genau, und das ist genau unser Thema heute. Wir wollen über Öfen sprechen. Nicht jeder Ofen ist gleich und auch beim Einbrennen können Fehler passieren.

Matthias Bader: Und jetzt, Obacht, mir liegt noch auf der Zunge, dass du ja einen tollen Podcast machst mit Elena. Elena Schüssler-Rockenhofer und Markus Füllers machen diesen Wissenstransfer-Podcast, sag ich mal. Wie heißt er richtig?

Markus Vüllers: Ja, das Wissensnavi für Lackierbetriebe.

Matthias Bader: Und da war in einer der ersten Folgen das Thema Es ist Information, das heißt da ist irgendwo eine Wortwolke, irgendwo ist da schon was vorhanden, aber erst durch die Umsetzung wird es zum Wissen. Und so ist es eben auch. Es genügt nicht, wenn ich beim Ofen nur auf den einen Knopf drücke. Ich muss schon auch wissen, wie der funktioniert. Sagt doch mal, was denn so an einem Ofen alles dran ist.

Markus Vüllers: Das ist so das typische Beispiel. Elena sagt immer, Wissen entsteht dann, wenn ich Informationen in einen Erfahrungskontext bringe. Wenn ich jetzt ein technisches Datenblatt habe von meinem Pulverlack, dann stehen da Informationen drin. Dann steht da in der Regel ein Einbrennenfenster drin, es stehen Einbrennenbedingungen aufgeführt und die muss ich jetzt einmal im Ofen umsetzen. Dann kann ich in der Regel eine Temperatur einstellen. Ich kann den Ofen überhaupt erstmal einschalten, wenn es ein Umluftofen ist. Gören zum Einschalten nicht nur die Brenner, sondern es gehören auch die Ventilatoren dazu, die die Umluft im Ofen umwälzen und verteilen. Und meistens belassen es die Verarbeiter dann dabei. Das heißt einschalten und dann verlassen sie sich darauf, was am Schalschrank an Temperatur eingeschaltet ist. Und wenn alle Lämpchen grün leuchten, dann wissen sie, okay, die Umlufttemperatur ist erreicht. Die Ventilatoren laufen und wir können starten und Bauteile lackieren.

Matthias Bader: Ja, und es ist eben mehr, als nur ein Backofen. Oftmals sind die verschiedenen Funktionen ja miteinander verriegelt. Das heißt, ich muss wirklich nur einen Knopf drücken und dann geht alles automatisch hoch. Denn der Brenner würde ja überhitzen und die Brennkammer zerstören. Deswegen sind die Sachen natürlich verriegelt. Aber da sind wir schon beim Thema Umluft. Ich brauche natürlich Konvektion, dass die Wärme aus der Luft übertragen wird auf mein Werkstück. Aber... Ich brauche hier keinen Orkan, weil sonst wird mein Pulver abgeblasen, zumindest am Anfang, bevor es angeliert.

Markus Vüllers: Dann kommt ein ganz wichtiges Thema damit zu, dass dem Pulver eigentlich oder auch dem Nasslack die Umlufttemperatur relativ egal ist. Dann sind wir bei dem nächsten Begriff, wo in vielen Unternehmen eigentlich die Unterschaltung schon nicht stattfindet. Das einzige, tatsächlich relevant ist, ist die Objekttemperatur. Die messen natürlich keine Temperatursensoren im Ofen, die die Umlufttemperatur messen. also im Luftkanal oder in dem Raum, sondern das ganze Thema Objekttemperatur, was dann von Bedeutung ist, das muss man anders ermitteln.

Matthias Bader: Ja sag mal, ist es clever, das nur mit einem Fühler, der fest eingebaut ist, zu messen?

Markus Vüllers: Definitiv nein, aber es bietet halt Sparpotenzial, wenn ich einen Ofen neu kaufe und nicht so viel Geld ausgeben möchte, dann findet man teilweise Öfen, die dann an irgendeiner Stelle einen Fühler untergebracht haben und der ist dann vielleicht auch noch nicht optimal positioniert, weil wir wissen ja alle, warme Luft steigt nach oben und die Temperaturverteilung in einem Konvektionsofen ist nicht automatisch so, dass unten die gleiche Temperatur ist wie oben.

Matthias Bader: Sag mal, wo sitzt du denn in der Sauna immer?

Markus Vüllers: In der Mitte.

Matthias Bader: Siehste, und ich bin der, der oben sitzt. Und warum machen wir das? Weil wir eben hier diese Hitze auswählen können, so wie wir sie gern vertragen würden. Aber so ein Lackierofen, so ein Beschichtungsofen, das ist ja keine Wellness-Einrichtung. Da muss natürlich der Lack unten so gut eingebrannt und ausgehärtet werden wie oben.

Markus Vüllers: Ja.

Matthias Bader: Und deswegen ist es sehr wichtig, dass die Umluft stimmt. Viele Öfen haben die Ausblaskanäle seitlich. Das macht es einfacher von der Konstruktion, das macht es einfacher vom Aufbau, denn es ist kein Fundament nötig, oder zusätzliche Luftkanäle. Aber wenn ich natürlich hier eine saubere Belüftung habe, von unten nach oben, und dann wieder... durch das Warnluftregister neu erwärmte Luft wieder aus und den Kreislauf starte. Dann habe ich natürlich eine optimalere Luftverteilung. Auch bei seitlicher Anordnung ist die Schwierigkeit unten zu sehen. auch, manchmal gibt es den Fall, dass großflächige Blechteile die Luft praktisch abweisen. Und dann geht in die Mitte vom Ofen, gerade von so Kammeröfen, weniger Luft rein, dann habe ich dann eine geringere Konversion und es kann dann entscheidend sein, dass genau in der Mitte dann ein Problem auftritt.

Markus Vüllers: Und das ist ja genau der Punkt, der häufig unterschätzt wird in vielen Bereichen der industriellen Lackiertechnik. Man denkt einfach, ist damit getan, man muss eine Temperatur erreichen und fertig. Aber welche Einflussfaktoren es dann noch zusätzlich gibt, das Abweisen und das Abschirmen von Luftbewegungen durch großflächige Teile. Die Tatsache, dass ich unten andere Temperaturverhältnisse habe wie oben im Ofen. dass sich dünnwandige Werkstücke schneller aufheizen als dickwandige Werkstücke. Das sind natürlich eine Vielzahl an Faktoren, die Fachwissen voraussetzen, die aber auch voraussetzen, dass man sich mit den Themen auseinandersetzt und genau diese Zusammenhänge verstehen möchte.

Matthias Bader: Gibt es einen Unterschied zwischen Aluminium und Stahl?

Markus Vüllers: Eins ist Aluminium und eins ist Stahl.

Matthias Bader: Aluminium wiegt nur ein Drittel vom Stahl. Aber durch die bessere Wärmeleitfähigkeit kann es sein, dass man circa 30 Prozent schneller die Temperatur erreicht. Kann das sein? Und jetzt sind wir bei dem Thema, wie kann ich denn die Objekttemperatur messen? Wie macht ihr das?

Markus Vüllers: Ja, es gibt ja verschiedene Verfahren. Ich komme ja so, wir haben ja mehrfach angesprochen, ich komme ja so ein bisschen aus dem Bereich der großen Unternehmen, der Großindustrie. Dort musste das alles immer normgerecht sein und optimal sein. Das heißt, das waren dann eigentlich immer die Verfahren, die mit einem Ofentemperaturschreiber, mit einem Datalogger, der halt mit durch den Ofen gefahren ist, eine Ofenkurve aufgezeichnet hat, die digitalisiert ausgelesen. Also ich bringe verschiedene Temperaturmessensoren an verschiedenen Stellen des Bauteils an. Unten, oben, in der Mitte, an dickwandigen, an dünnwandigen Teilen. Ich hänge ein oder zwei Sensoren in die Luft, damit ich die Umlufttemperatur mitmesse, packe diesen Datenlogger in eine Thermobox, die dann halt die Temperatur verträgt und fahre dann mit dem Bauteil durch den Ofen und bekomme eine Aufzeichnung einer Kurve, wo ich halt für jeden einzelnen Messpunkt den Temperaturverlauf erfasse und dann genau sehe, wann erreicht das Werkstück an der Stelle die geforderte minimale Einbrenntemperatur, an welchen Stellen überschreite ich die maximale Einbrenntemperatur und ich habe eine super aufgezeichnete Kurve. Das ist die Deluxe Version.

Matthias Bader: Ofentemperatur messen für 2000 oder 3000 Euro. Das ist für manchen kleinen Beschichtungsbetrieb vielleicht zu teuer oder er hat andere Prioritäten. Gibt es denn noch preiswärtere Methoden? Fangen wir mit dem billigsten Ofenmessgerät an.

Markus Vüllers: Der sich nicht.

Markus Vüllers: Das billigste wäre wahrscheinlich ein Temperaturmessstreifen, den ich aufs Bauteil klebe und der dann mitfährt und dann halt eben anhand der Färbung anschließend zeigt, welche Maximaltemperatur er erreicht hat.

Matthias Bader: Das heißt, das ist ein ganz kleiner Aufkleber, den kann ich auf jedes unbeschichtete Werkstück drauf machen. Und für zwei Euro habe ich dann eine exakte Angabe, ob dieses Werkstück diese Temperatur erreicht hat. Ich kann dann nicht die Länge bestimmen, also wie lang diese Objekttemperatur hatte, aber ich weiß, es hat diesen Schwellenwert überschritten. Der nächste Punkt wäre die Messung mit der Infrarot. Messpistole wird oft gekennzeichnet auch mit dem Laser. Ich sage da immer Achtung, der Laser suggeriert den Messpunkt. Aber durch die Optik wird meist ein viel größerer Bereich gemessen. Und da muss man aufpassen, dass man nicht nur den Ofen misst, sondern wirklich ganz gezielt auf das Werkstück hält. Wenn man das richtig bedient und noch ein Sachen beachtet, dann ist das ein günstiger Einstieg und ich habe auch die Situationsmessung. Aber du hast die Luxusvariante aus der Großindustrie besprochen und ich habe als Lohnbeschichter ein Vierkanal-Messgerät gekauft und diesen Datenlocker kann ich in dem einen oder anderen Elektro... Versender kaufen. Sei es Konrad Elektronik, ELV, wie sie alle heißen, Reichelt, haben alle die Dinger. Also irgendwo findet man diese Daten locker. Meistens mit einer Schnittstelle für K-Stecker. Und wenn man dann noch längere Fühler bestellt, zum Beispiel bei auch bei so online Sensor, die haben die wirklich frei zum konfigurieren, 10 oder 20 Euro kriegt man hier Fühler mit 5 Meter Länge, dann kann ich dieses preiswerte Gerät zum Beispiel außen am Ofen positionieren und die Fühler messen innen drin. Das funktioniert natürlich nur beim Kammerofen. Aber die Einstiegsschwelle ist hier deutlich in die 100 Euro Region gerückt, also von 150

Matthias Bader: Bis 400 Euro habe ich hier Profi Geräte. Sehr gute Software. Ich bekomme eine exzellente Temperaturverteilung. Das heißt, ist unser Credo oder mein Credo, ich kann günstig anfangen und mich dann entwickeln.

Markus Vüllers: Ich denke, ganz wichtige Punkt dabei ist, dass man sensibel wird, dass das Thema wichtig ist und man überhaupt etwas misst und sich anschaut. Und dann gibt es immer verschiedene Möglichkeiten, mit unterschiedlich hohen Investitionen voranzugehen. Es ist ja häufig auch so, dass die Pulverlieferanten eine Ofenmessung dann auch als Dienstleistung mit anbieten. dass also die Außendienstler von Pulverlacklieferanten halt ein Ofenmessgerät im Kofferraum haben, gerne eine solche Messung durchführen. Aber der erste Schritt muss beim Verarbeiter sein, dass er einfach die Notwendigkeit erkennt, dass eine Ofenkurve eine wichtige Aussage gibt über die Qualität, die anschließend aus der Lackierung herauskommt.

Matthias Bader: Und wenn man es nicht besser weiß, dann hilft auch eine Faustformel. Und die Faustformel heißt bei Stahl, bei vielen Öfen, da muss man immer die Einschränkung machen, ich weiß nicht wie die Temperaturübergang ist, heißt, dass ich 3 bis 5 Minuten brauche für den ersten Millimeter. Und 3 Minuten für jeden weiteren Millimeter. Und dann kommt die Haltezeit vom Pulver dazu. Und dann gebe ich ganz gerne nochmal 5 oder 10 Minuten. Sicherheitstoleranz dazu und dann kann ich auf jeden Fall sagen, ich bin auf der sicheren Seite mit dieser Formel und die muss man natürlich anpassen, aber wenn ich nichts habe, ist diese Formel auf jeden Fall ein guter Start. Was gibt es sonst noch für Öfen?

Markus Vüllers: Ja gut, dann gibt es natürlich so diese Dinge, die dann halt zur Optimierung beitragen, dass ich halt eben nicht über Konvektion, also über heiße Luft meine Objekttemperatur erreiche, sondern die eleganteste Variante, die ja nun auch mittlerweile in vielen Fällen Einzug hält, ist die Infrarotstrahlung zu nutzen. Das heißt, ich also mit Infrarotstrahlern meine Bauteile, also nicht die Bauteile, sondern die Lackierschicht, die Lackschicht erwärme. damit ich halt eben relativ schnell meine chemische Reaktion hervorrufen kann. So Infrarotstrahler genauso wie die Lösung über ultraviolettes Licht zu gehen sind dann halt strahlungshertende Verfahren. Beim Infrarot kann ich das als Booster nutzen, muss mir allerdings immer darüber im Klaren sein. Lichtstrahl breitet sich halt linear aus, das heißt also der geht nicht die Kurve. Und wenn ich sehr komplexe Geometrien habe, die Technik sehr aufwendig, die dann mit Spiegel oder mit verschiedenen Strahlern überhaupt für komplexe Bauteile einzusetzen.

Matthias Bader: Da ist das Problem mit den Schatten. Zum Beispiel würde eine Tasse eben innen nicht ausgehärtet werden. Da kannst du Spiegel machen, wie du willst. Die Energie wäre da innen drin nicht da. Das wäre irgendwann nicht ganz oft kombiniert. Das heißt, ich habe Infrarot als Booster. Das heißt, am Anfang richtig Rakete. Und mache dann die Verteilung innen drin im Ofen über Luft. Und dadurch kann ich auch alte Ofensysteme updaten. auf einen höheren Durchsatz oder dickere Bauteile und bin so nicht gefangen in meinem Skelett von einer Kiste, die halt irgendwann mal so hingestellt wurde. Das ist das Tolle. Die UV-Strahler sind sehr kompakt, sehr klein und können eine extrem hohe Energie übertragen.

Markus Vüllers: setzen allerdings geeignete Lacksysteme voraus und sind nicht für jeden Einsatzfall einfach mit UV nachzurüsten.

Matthias Bader: bei UV ja, aber Infrarot geht fast bei allen im Kombi. Ich habe auch Versuche gemacht mit Infrarot als alleinigen Einbrennsystem und da natürlich die Luft sehr, schnell sehr dünn. Deswegen da muss man aufpassen, ist das das richtige Pferd. Aber seit der Energiekrise kommen auch immer mehr die Ofensysteme in Mode wo zwei

Markus Vüllers: Einformen geht.

Matthias Bader: verschiedene Beheizungssysteme drin sind und so lässt sich zum Beispiel eine Elektroheizung sehr gut mit einem Gas oder Öl den Luftofen kombinieren. Das ist wie eine Rücklaufanhebung in der Heizung zu Hause. Das heißt, wenn meine Luft schon warm zum Sensor kommt, dann schaltet der Brenner gar nicht ein. Das heißt, die Luft wird davor elektrisch erwärmt. Und da kann ich zum Beispiel die Sonnenenergie vom Dach nutzen und habe hier einen sinnvollen Einsatz von Solarenergie. Und ich bin gleichzeitig natürlich krisensicher aufgestellt. Das heißt, wenn ich mal kein Öl oder Gas habe, dann kann ich jederzeit auch elektrisch meinen Ofen beheizen. Und insofern sind diese Systeme sicherlich auch das Thema für die Zukunft.

Markus Vüllers: Absolut, ja.

Matthias Bader: weil der CO2-Preis steigt, wir müssen uns neuen Energien zuwenden. Und ich habe seit fast 20 Jahren 250 Kilowatt Peak auf dem Dach. Und ich problemlos meinen alten Betrieb rechnerisch nur mit der Sonne beheizen. Da sind viele Milchmädchenrechnungen dabei, das geht im Winter nicht, das bringt mir auch nichts, wenn am Sonntag die Sonne scheint. Aber rechnerisch ist das eine ganz tolle Sache. Und nach heutigem Stand hätte ich auf meinem Dach ungefähr 500 kW Peak. Und das sind echte... Da kann man schon mal auch mit der kostenlosen Sonne den Ofen heizen. Das ist keine Spielerei.

Markus Vüllers: Ich denke, ist ein ganz wichtiges Thema. Das sollte eigentlich auch so die Kernbotschaft unseres heutigen Podcasts sein. Man muss sich mit variablen und kombinierten Technologien beschäftigen. Man muss diese kombinierte und variable Technologie auf die jeweiligen Lacksysteme oder Beschichtungsstoffe anpassen. Ich kann mich zum Beispiel an Experimente erinnern, die wir bei der Emallierung gemacht haben. Da brauchen wir Einbrittemperaturen von über 700 Grad, 750 Grad. Und da hilft natürlich ein Infrarotbooster auch, um in die E-Meil-Schicht schon mal die erste Energie reinzubringen, um dann halt eben bei dem direktgasbeheizten Ofen das ganze Thema voranzubringen und schon mal die erste Energie reinzubringen. Und dann kann man natürlich auch weitergehen und kann die Konvektionstrockner elektrisch beheizen. eben genau wie du sagst, elektrische Energie zu nutzen, von den fossilen Brennstoffen wie Gas und Öl wegzukommen.

Matthias Bader: Bei sehr dickwandigen Bauteilen muss ich mit Infrarot auch nicht durch erwärmen. Das heißt, wenn ich jetzt 30 mm Wandstärke habe, genügt es, wenn ich die Randzone erwärme. auch da sind Möglichkeiten A für neue Aufträge, B wirklich kostenattraktiv hochwertigste Beschichtungen zu leisten. Und da sind wir. denke ich beide Gegner, dass wir eigentlich fast nie sagen, das geht nicht. Das ist immer wert, Gedanken drüber zu halten und es ist immer wert, in Austausch zu gehen. Ich habe von einem Kollegen mal gehört, der hat ein großes Heizkraftwerk installiert und betreibt seine Öfen mit Heißdampf. Und das war natürlich sehr... Da hatte er keine Referenz gehabt, das hat er wirklich auf eigenes Risiko gemacht. Dann hat er gesagt, okay, ich mach diesen Dampfwärmetauscher eben im Bypass rein, dass ich beide Systeme nutzen kann. Nicht, dass auf einen Schlag meine ganze Anlage steht. Und das sind diese Ideen für hybride Heizsysteme. Und damit ist man dann gerüstet. Und deswegen heißt es immer dranbleiben. im Austausch bleiben. Kleiner Werbeblock. Wir haben die Spätschicht. In der Spätschicht treffen uns einmal im Monat abends locker, einfach Rechner einschalten und wir haben 20 bis 50 Kollegen, die sich im Austauschen und wir freuen uns, wenn ihr das nächste Mal dabei seid bei der Praxis Power für Beschichter und auch bei der Spätschicht.

Markus Vüllers: Ja, ein super Schlusswort. Bleibt nur noch der Appell, den Podcast zu abonnieren, auf den entsprechenden Plattformen Spotify oder Apple eine Bewertung abzugeben. Wir freuen uns natürlich über jede 5-Sterne-Bewertung und über jeden Kommentar. Hilft uns, dass der Podcast dann auch entsprechend ausgespielt wird. Und wir hören uns wieder in zwei Wochen.

Matthias Bader: Ja, und ihr dürft auch mal mit euren Kollegen drüber reden, dass wir hier einen tollen Job machen, denn das wäre das genug Beifall und Lohn für uns. Danke!

Markus Vüllers: Bis dann, ciao!

Matthias Bader: Ciao!