Zahnstangengetriebe Eine Maschine für viele Varianten

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Viele Produktvarianten möglichst günstig auf einer Maschine fertigen: Das sind Anforderungen die bei Maschinen für die Kerzenproduktion erfüllt werden müssen. Deshalb setzt der Maschinenbauer Arthur Weissbach bei einem Kundenprojekt auf die Zahnstangengetriebe von Leantechnik.

• Für Kerzenhersteller entwickelt die Arthur Weissbach GmbH flexible Maschinen, auf denen sich große Stückzahlen und gleichzeitig viele Kerzentypen produzieren lassen.

• Eine Maschine für die Fertigung von Kerzen in Gläsern nutzt Zahnstangengetriebe von Leantechnik, um die Kerzengläser von Station zu Station zu transportieren.

• Die Zahnstangengetriebe sind als fertige Lineareinheit erhältlich. Das macht die Lösung im Vergleich zu eigenen Konstruktionen nicht nur zuverlässiger, sondern auch langlebiger.

Ob an der Kaffeetafel, auf dem Adventskranz oder am Tannenbaum: Kerzenlicht schafft eine ganz besondere Atmosphäre. Viel bezahlen möchte dafür allerdings kaum jemand. Die Hersteller müssen also günstig produzieren. Der Kostendruck verlangt daher von den Konstrukteuren der Maschinen große Kreativität: Sie müssen Anlagen entwerfen, die große Stückzahlen und viele Kerzentypen auf einer Linie produzieren können. Bei der Arthur Weissbach GmbH aus Fulda stellt man sich dieser Herausforderung seit mehr als 90 Jahren: Das Unternehmen bietet ein breites Portfolio an Maschinen – von hydraulischen Presslinien für Stumpen-, Kugel- und Profilkerzen über Gießmaschinen für Stab- und Spitzkerzen bis hin zu Dochtwachsanlagen.

„Unsere Anlagen sind in ihrer Funktion, Flexibilität und Stückzahlleistung einzigartig“, sagt der Ingenieur Markus Weß, Geschäftsführer bei Weissbach. Aus diesem Grund verkauft das Unternehmen seine Kerzenmaschinen „made in Germany“ in der ganzen Welt. Für einen Kunden in den USA hat Weissbach vor Kurzem eine Maschine ausgeliefert, die Kerzen in Gläsern fertigt – ein Produkt, das auch in Europa immer beliebter wird.

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In zwei Stunden durch den Herstellungsprozess

Die Maschine wärmt die Gläser (Durchmesser von 80-200 mm) zunächst vor und bringt dann ein bis drei Dochte mit Dochthalter in sie ein. Anschließend werden die Gläser in großen Gruppen zur nächsten Station befördert und dort positioniert, um das Wachs einzufüllen. Hier wiegt die Maschine auch die Gläser, um sicherzustellen, dass die Füllmenge stimmt. Im Anschluss durchlaufen die Gläser-Kerzen eine Kühlstrecke und sind dann bereit für den Verpackungsprozess. Die gesamte Fertigungszeit beträgt etwa zwei Stunden.

Für die Beförderung der Gläser zur Füllstation und weiter zur Kühlstrecke sorgt eine Lineareinheit mit Überschiebefunktion, die mit zwei Lifgo-Zahnstangengetrieben von Leantechnik ausgestattet ist. Das Oberhausener Unternehmen hat sich auf die Entwicklung und Fertigung hochgenauer Getriebe auf der Basis von Zahnstangen spezialisiert und beliefert Kunden aus zahlreichen Branchen weltweit. Nach umfangreichen Vergleichen mit ähnlichen Produkten von Wettbewerbern entschieden sich Markus Weß und seine Kollegen für die Leantechnik-Getriebe, weil hier das Gesamtpaket aus Leistung, Preis, Lieferzeit und Service stimmte. „Es ist für den Konstrukteur wichtig, zu wissen, welches Zahnstangengetriebe bei der Vielzahl an Baureihen und Baugrößen das passende ist. Hier wurden wir sehr gut beraten“, begründet Weß diesen Schritt. Ein Vertriebsmitarbeiter von Leantechnik sei auch vor Ort gewesen, um sich die Maschine anzusehen und die geeignete Getriebevariante auszuwählen.

Standardkomponenten bewegen komplexe Abläufe

Die Bewegungsaufgabe, die mit dem Zahnstangengetriebe gelöst werden sollte, war anspruchsvoll, denn um die Kerzen-Gläser von einer Station zur nächsten zu befördern, ist ein relativ langer Hub erforderlich. „Früher hat man dafür Kurbel- und Stangengetriebe verwendet und sich eine eigene Lösung zurechtkonstruiert“, berichtet Weß. Die Technik gehe aber immer mehr in Richtung Standardisierung. „Fertige Lineareinheiten mit Zahnstangengetriebe sind nicht nur günstiger als eine individuelle Lösung, sondern auch zuverlässiger und langlebiger. Insbesondere dann, wenn es – wie in unserem Fall – um Kombinationsbewegungen aus hohem und seitlichem Verfahren geht.“

Weissbach verwendet für die Bewegung der Lineareinheit an der Kerzenmaschine Lifgo-Zahnstangengetriebe der Baugröße 5.1, die eine Hubkraft von 3800 Newton haben und ein Drehmoment von 76 Newtonmeter erzeugen können. Die Getriebe sind über Elastomergelenkwellen an die Maschine angebunden und wurden aus dem Baukastensystem von Leantechnik zusammengestellt. Das System ermöglicht die Konfiguration individueller Zahnstangengetriebe aus Standardkomponenten. So hat jeder Anwender die Möglichkeit, die Getriebe optimal an die Anwendung anzupassen.

Standardisierte Bauteile schaffen individuelle Maschinen

Auch die Arthur Weissbach GmbH verfolgt bei der Fertigung ihrer Kerzenmaschinen diese Philosophie, denn das Unternehmen konstruiert rund 80 Prozent seiner Maschinen kundenindividuell. Deshalb arbeitet das Unternehmen oft mit standardisierten Bauteilen, die je nach den Anforderungen der jeweiligen Anwendung miteinander kombiniert werden können.

Das bedeutet: Die Anlagen werden an die Gläsergrößen und die Abmessung der Kerzen angepasst. Hinzu kommt, dass die Kerzenhersteller oft verschiedene Kerzentypen auf einer Fertigungslinie produzieren wollen. „Deshalb sind unsere Maschinen in der Regel Kombinationsanlagen, auf denen bis zu acht verschiedene Glasgrößen gefertigt werden können“, berichtet Weß. In der mechanischen Welt mussten bei jedem Produktionswechsel viele Teile an der Maschine ausgetauscht werden. Moderne Linear- und Servotechnik erlaubt es dagegen, die dafür nötigen Einstellungen an der Anlage einfach über die Software zu ändern. Die Lifgo-Getriebe machen diese hochflexible, unkomplizierte Fertigung möglich und erfüllten damit die hohen Ansprüche des US-amerikanischen Kerzenherstellers.

Präzision, Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit sind die Haupteigenschaften der Zahnstangengetriebe von Leantechnik, um dem Anwender eine hohe Flexibilität zu ermöglichen. Die Lifgo-Zahnstangengetriebe gibt es deshalb in vier verschiedenen Baugrößen. Sie eignen sich für Anwendungen, die eine hohe Querkraftaufnahme und eine hohe Positioniergenauigkeit erfordern und erzielen je nach Baugröße Hubkräfte zwischen 2.000 und 25.000 Newton. Aufgrund ihrer vierfach rollengeführten Zahnstange erfüllen die Zahnstangengetriebe höchste Ansprüche an Synchronizität und Belastbarkeit. Damit sind sie die ideale Komponente für die auf Effizienz und kurze Taktzeiten ausgerichtete Maschine, die Weissbach für den US-Kunden konstruiert hat. Die Kerzenmaschine in den USA ist inzwischen in Betrieb gegangen und läuft einwandfrei.

* Sven Schürmann ist Marketingleiter bei der Leantechnik AG in 46047 Oberhausen, Tel. +49 208 49525-0, info@leantechnik.com

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