ANTRIEBSTECHNIK & MECHANIK



 Ermöglichen die Konstruktion flexibler Verpackungsanlagen 

Hochgenaue Zahnstangengetriebe 

LEANTECHNIK AG. In den Kunststoffspritzwerkzeugen der fischer Werkzeug- und Formenbau GmbH sorgen die lifgo-Zahnstangengetriebe dafür, dass die Rohlinge der Klebstoff-Kartuschen gleichmäßig und mit großer Kraft von den Formkernen des Werkzeugs abgestreift werden
Bild: fischer Werkzeug- und Formenbau GmbH

Im Fokus moderner Verpackungsmaschinen stehen vor allem schnelle und präzise Abläufe. Für diese Anforderungen eignen sich lifgo-Zahnstangengetriebe von Leantechnik, da sie für hochgenaue Positionieraufgaben konzipiert wurden und von führenden Anlagenbauern eingesetzt werden.

Eine Besonderheit der Getriebe ist die linear geführte Zahnstange, die eine präzise Bewegung von Objekten mit einer Geschwindigkeit von bis zu 3m/s ermöglicht. Dank der 4-fach-Rollenführung können die Zahnstangengetriebe zudem problemlos hohe Traglasten von bis zu 2,5 Tonnen aufnehmen. Und nicht zuletzt werden die Getriebe in Modulbauweise gefertigt und sind deshalb beliebig miteinander kombinierbar.

Viele Maschinenbauer schätzen diese Eigenschaften und verbauen die Zahnstangengetriebe in ihren Positioniersystemen. Zu den Kunden zählen auch Produzenten von Verpackungsanlagen. Diese Maschinen müssen aufgrund der hohen Taktraten sehr robust sein und zudem sehr viele hochpräzise Bewegungen innerhalb kürzester Zeit ausführen.

Zahnstangengetriebe und Positioniersysteme von LEANTECHNIK ermöglichen die Konstruktion leistungsstarker Verpackungsanlagen 
Quelle: ©stock.adobe.com/Kadmy | LEANTECHNIK

Lösungen für jede Positionieraufgabe

Auf Basis seiner bewährten Zahnstangengetriebe liefert das Unternehmen unter dem Namen Leantechnik Systems auch komplette, individuell konstruierte Positioniersysteme. Die Anlagen werden exakt nach den Vorgaben der Kunden gefertigt und lassen sich leicht in bestehende Anlagen integrieren. Je nach Anwendungsgebiet sind sie unter anderem in Hubsysteme, Shuttle-Systeme, Pick-and-Place-Anlagen, Portalanlagen oder Positioniersysteme unterteilt.


Digitaldruck ermöglicht die Rundum-Dekoration von Tuben

Für eine solche Positioniereinheit in seiner neuen indirekten Digitaldruckmaschine suchte die Isimat Gesellschaft eine exakte Führung. Die innovativen Anlagen ermöglichen die vom Markt gewünschte lückenlose 360°-Bedruckung von Tuben. Die Dekore können im Siebdruck, Flexodruck sowie – durch die neue Maschine – auch im indirekten Digitaldruck auf den Druckartikel selbst oder auf eine metallisierte Schicht aufgebracht werden. 


Zahnstangengetriebe sorgen für sauberes Druckbild

Der indirekte Digitaldruck erfolgt mit einer Übertragungs-Einheit, die das Druckbild sauber und präzise auf die zu bedruckenden Tuben aufbringt. Um ein perfektes Druckergebnis zu erzielen, wählten die Ingenieure für die hochgenaue Führung der Einheit die lifgo-Zahnstangengetriebe von Leantechnik. Die Entscheidung fiel nach intensiver Recherche: Eine Kombination aus Antrieb und Führung, bei der man auch mehrere Getriebe hintereinanderschalten kann, hatte man in dieser Kompaktheit nirgendwo sonst auf dem Markt gefunden. 

Andere Lösungen hatten die Isimat-Ingenieure zwar in Erwägung gezogen, dann aber wieder verworfen: Ein Spindeltrieb kam auf Grund der Platzverhältnisse nicht in Frage und eine Eigenkonstruktion aus Führungsschiene, Ritzel und Zahnstange hätte mehr Bauraum beansprucht, als die lifgo-Getriebe benötigen.


Verschiedene Produktgrößen 

Die Leantechnik-Konstrukteure empfahlen dem Siebdruckmaschinen-Hersteller den Einsatz von lifgo 5.0-Getrieben in der sogenannten Excenter-Bauweise. Deren Zahnflankenspiel lässt sich individuell an jede Anwendung anpassen, sodass die exakte Dekoration oder Folierung von Tuben unterschiedlicher Größen möglich ist. Leantechnik riet dem Kunden darüber hinaus zum Einsatz gehärteter Zahnstangen, um einen übermäßigen Verschleiß zu vermeiden. Der wäre andernfalls unvermeidlich, da die Übertragungswalzen teilweise nur geringe Hübe ausführen und sich deshalb meist dieselben Getriebezähne im Eingriff befinden.

Der neue digitale Direktdruck ermöglicht die lückenlose 360°-Bedruckung von Kunststoff-Tuben. Quelle: LEANTECHNIK

Auf die richtige Führung kommt es an

Eine Positionierlösung mit hoher Genauigkeit benötigte auch die fischer Werkzeug- und Formenbau Gesellschaft. Das Unternehmen fertigt Spritzguss-, Stanz- und Biegewerkzeuge für Kunden unterschiedlichster Branchen. Zum Portfolio gehören zudem Werkzeuge, die vom Unternehmensbereich fischer Befestigungssysteme zur Produktion von Kunststoff-Kartuschen für den hauseigenen 2K-Hochleistungsmörtel verwendet werden. 

Die Spritzgusswerkzeuge für die Fertigung der Kartuschen verfügen über eine sogenannte Abstreiferplatte, die das ausgehärtete Kunststoffteil über den Formkern des Werkzeugs schiebt. Dieses fällt dann vom Formkern auf ein Förderband und wird abtransportiert. Da am hydraulischen Antrieb der Abstreifer-Platte allerdings immer wieder Leckagen auftraten, wollte man ihn durch eine elektrische Ausführung ersetzen. In diesem Zusammenhang musste auch ein Ersatz für die bisherige hydraulische Führung der Platte gefunden werden. Die neue Lösung sollte dafür sorgen, dass die Abstreiferplatte die Kartuschen-Rohlinge gleichmäßig über den Formkern des Spritzgusswerkzeugs schiebt. Eine unregelmäßige Bewegung hätte nämlich zur Folge, dass die Bauteile der Kartusche aneinander schaben und dadurch beschädigt werden würden.


Hohe Hubkraft garantiert optimale Entformung

Nach gründlicher Recherche stießen die Ingenieure von fischer auf die robusten lifgo-Zahnstangengetriebe. Für die Führung der Abstreifer-Platte wählten sie zwei lifgo-Zahnstangengetriebe in der Größe lifgo 5.3 mit einer Hubkraft von 15.900 N und einem Drehmoment von 477 Nm. Um die Abstreifer-Platte zu bewegen, sind diese großen Kräfte zwar nicht erforderlich, denn sie wiegt lediglich einige Hundert Gramm. Sie werden aber benötigt, um die ausgehärteten Kartuschen-Teile vom Spritzgusswerkzeug zu entformen. Der Grund: Durch das Schrumpfen im Fertigungsprozess haften die Kunststoffteile sehr gut an den Formkernen und müssen daher mit entsprechend hohem Druck von diesen abgestreift werden. 

Die lifgo-Zahnstangengetriebe sind dafür ideal, da sie nicht nur eine große Hubkraft haben, sondern auch hohe Querkräfte aufnehmen. Ein weiteres Plus der Getriebe ist ihre gute Hitzebeständigkeit: Sie halten selbst Umgebungstemperaturen von bis zu +80 Grad Celsius im Inneren des Werkzeugs problemlos stand.


Getriebe ermöglichten neue Fertigungsverfahren

Von den besonderen Eigenschaften der Leantechnik-Zahnstangengetriebe haben Isimat und fischer also auf ganz unterschiedliche Art und Weise profitiert. Der Siebdruck-Spezialist konnte seine innovative indirekte Digitaldrucktechnologie realisieren und der Werkzeugbauer seine hydraulischen Formen durch wesentlich effizientere elektrisch angetriebene ersetzen. Die Zahnstangengetriebe haben damit den Beweis erbracht, dass sich auch mit kleinen Komponenten große Wirkungen erzielen lassen.

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