Raffiniertes elektrisches Antriebskonzept ersetzt Hydraulik

Stellzylinder Raffiniertes elektrisches Antriebskonzept ersetzt Hydraulik

22.09.2016 | Autor / Redakteur: Manfred Brucksch-Richter / Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

Ein Antriebskonzept mit elektrischen Stellzylindern anstelle der Hydraulik macht Verpackungsmaschinen von Commodore Technology flexibler, leistungsfähiger und effizienter.

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Die extrem leichten EPS-Verpackungen bestehen zu 98 % aus Luft und nur zu 2 % aus Polystyrol und sind daher optimal für Lebensmittel geeignet.
(Bild: rufar - Fotolia)

Commodore Technology aus Bloomfield, NY, stellt Tray Packer her, also Maschinen zum Verpacken von Lebensmitteln aller Art. Jeder kennt die darauf produzierten Schalen aus dem Supermarkt, in denen Fisch, Fleisch, Wurst, Obst oder Gemüse frisch und portioniert angeboten werden. Auch Fast Food- und Take Away-Gerichte werden in solche Verpackungen, die sich in verschiedensten Geometrien herstellen lassen, abgefüllt.

Die Schale (Tray) ist üblicherweise aus expandierbarem Polystyrol (EPS) gefertigt, besser bekannt als Styropor. Die extrem leichten EPS-Verpackungen bestehen zu 98 % aus Luft und nur zu 2 % aus Polstyrol und sind daher optimal für Lebensmittel geeignet, denn sie isolieren hervorragend gegen Kälte oder Wärme.

Auf den Anlagen aus dem Hause Commodore Technology werden im Tiefziehverfahren aus einer durchlaufenden Folie mit einem beheizten Werkzeug Polystyrol-Schalen von unterschiedlichsten Formaten und Formen gefertigt. Dieser thermische Prozess (Thermoformen) erfordert die Einhaltung genauer Kühl- und Härtezeiten. Um die für die jeweilige Verpackung gewünschte Materialstärke zu erzielen, ist eine konstante, je nach Form und Materialstärke stark variierende Druckkraft notwendig. Hierfür sind Prozessabläufe von höchster Präzision erforderlich, die nur mit hohem regelungstechnischem Aufwand erfüllt werden können.

Nachhaltigere Lösung gesucht

Der Antrieb der Thermoformer von Commodore Technology bestand bis vor Kurzem aus zwei gegenüber angeordneten Hydraulikzylindern. Mit dieser Antriebstechnik war man im Unternehmen nicht mehr zufrieden und suchte nach einer Alternative.

Gefordert war eine nachhaltigere Lösung, mit der sich die ungünstigen Eigenschaften der Hydraulik-Variante, beispielsweise mögliche Flüssigkeitsleckagen sowie eine hohe Wartungsfrequenz, vermeiden ließen. Zudem erhofften sich die Verantwortlichen von einer neuen Antriebstechnik eine höhere Leistung der Anlagen sowie eine Verbesserung der Qualität der EPS-Schalen in Sachen Stabilität.

Ein neues mechatronisches Antriebskonzept erfüllt nun alle Wünsche des US-amerikanischen Unternehmens: Die Hydraulik entfällt und die Verpackungsmaschinen sind leistungsfähiger effizienter als zuvor.

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Mechatronik-Module als Alternative zu Hydraulik- und Pneumatikzylindern

Das Systemhaus für Antriebstechnik A-Drive Technology GmbH befasst sich bereits seit 1990 zusammen mit seinen Partnern mit der Entwicklung von Mechatronik-Modulen als Alternative zu Hydraulik- und Pneumatikzylindern.

Die Bandbreite hydraulischer und pneumatischer Systeme lässt sich nicht mit nur einer Antriebstechnologie sinnvoll ersetzen, um Vorteile zu erschließen. Ziel der Entwicklungsarbeit von A-Drive ist es, bestehende Systeme zu übertreffen und durch die Optimierung die Mehrkosten auszugleichen, die durch den Einsatz elektrischer Stellzylinder entstehen.

Prozessqualität verbessern

Das komplette Antriebskonzept wurde von der A-Drive Technology GmbH, dem Systemhaus für Antriebstechnik aus Taunusstein, entwickelt. Das Herzstück sind zwei elektrische Stellzylinder, die eine energie- und umweltfreundliche Alternative zur Hydraulik bieten. Mit dem Einsatz elektrischer Antriebe ermöglichte A-Drive ein System, das zu Prozessverbesserungen führt. Der neue Antrieb lässt sich in Kraft, Geschwindigkeit und Position ausgezeichnet regeln. Dadurch verbessert sich die Prozessqualität deutlich. „Bei Einsatzfällen mit kurzen Verfahrwegen von 100 mm bis 300 mm bei gleichzeitig sehr hohen Vorschubkräften haben elektrische Systeme heute bereits in vielen Branchen Pneumatik und Hydraulik vollständig ersetzt“, erläutert Kurt Metz, Produktmanager Servoantriebe bei A-Drive.

Als optimale Lösung für die Thermoformer von Commodore Technology erwies sich der Stellzylinder Typ FT35-0410 der Marke Exlar. Merkmale dieses Stellzylinders sind der hoch belastbare Rollengewindetrieb sowie die Motoranbindung mittels Zahnriemen und Übersetzung 2:1.

Bisher waren nur die direktangetriebenen Linearachsen der Baureihe MLL (li.) in Größe 2 erhältlich. Nun gibt es auch die Baureihe MLE in der kleinsten Ausführung. Ebenfalls neu sind die für den Z-Achs- Betrieb angepassten Linearachsen MLLZ2 (re.).

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