Servoantrieb Saubere Schnitte mit Linearmotor und rotierendem Messer

Breyer baut Extrusionsanlagen für die Herstellung von Tubenschläuchen. Die neue Generation dieser Maschinen produziert bis zu 300 Tubenrohlinge pro Minute – dank eines neu konzipierten Motion-Control-Systems von Kollmorgen.

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Tuben für Kosmetik- und Lebensmittelprodukte sind allgegenwärtig. Kaum jemand denkt über die Produktion dieser Tuben nach. Doch die ist gar nicht so einfach. Denn die Ansprüche an so eine Tube sind komplex und im wahrsten Sinne des Wortes vielschichtig. Breyer stellt mittlerweile Anlagen her, die Tubenschläuche aus bis zu sieben Schichten produzieren. Sie unterscheiden sich in ihrer Haptik, den Barriere- und Klebeeigenschaften sowie der Farbe und Festigkeit. Technisch realisiert wird das Ganze mit einem ausgefeilten Verbund von der entsprechenden Zahl an Extrudern, die ihr jeweiliges Material mit Temperaturen bis ca. 250 °C präzise dosiert in die Formdüse abgeben. Der noch weiche Schlauch wird dann durch einen Kalibrator gezogen, erhält dort mit Unterstützung eines Vakuums seinen endgültigen Querschnitt und kühlt gleichzeitig in einem feinen Wassernebel ab.

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Linearmotor positioniert Schneidkopf

Mit welcher Geschwindigkeit die Tubenrohlinge produziert werden, hängt vom Tempo der Abzugsraupe ab, die den erstarrten Schlauch aus der Kalibrierung zieht und damit als Master den Ton angibt. Hierbei ist zu wissen, dass dickere Tubenwände eine längere Zeit für das Abkühlen benötigen, als dünne. Die Raupe gehört funktional zur Schneideinheit, die das kontinuierlich geförderte Endlosmaterial in einem taktenden Prozess in präzise Abschnitte zerlegt. Dieses Maschinenmodul arbeitet mit drei Kollmorgen-Servoantrieben in einem synchronisierten Mehrachsverbund. „Der Raupenabzug ist als Master definiert“, erklärt Andreas Bauknecht, Mitarbeiter der Entwicklungsabteilung (R&D) bei Breyer. Dem Raupentempo folgen zwei weitere Antriebe, die das Kunststoffschlauch auf die gewünschte Länge schneiden. Hierbei übernimmt ein ICH-Linearmotor von Kollmorgen die Positionierung des Schneidmessers synchron zur herrschenden Geschwindigkeit des Produktes.

Technologisch lässt das Verfahren mit einer fliegenden Säge vergleichen. Der ICH-Linearmotor bringt den von einem AKM-Servomotor angetriebenen Schneidkopf vor jedem Schnitt in Position und führt diesen während des Schneidens nach. Jede noch so kleine Tempoabweichung zwischen Produkt und Werkzeug würde unweigerlich zu einem Spiralschnitt führen.

„Unsere Kunden schätzen die Topline wegen ihrer hohen Geschwindigkeit und vor allem Präzision“, erklärt Bauknecht. Kunden, das sind bei Breyer in erster Linie Packmittelhersteller, die dann ihrerseits die bekannten Produzenten von Pflegemitteln und Kosmetik mit fertigen Tuben beliefern – und die sind sehr genau, weil ihre Produkte nicht nur wegen der inneren Werte gekauft werden. Auch das Aussehen entscheidet über den Erfolg am Point of Sale.

Eine wesentliche Grundlage, um eine Tube hochwertig und damit verkaufsfördernd zu bedrucken, ist die Qualität des Tubenrohlings. „Größere Toleranzen machen das Druckbild schlechter“, berichtet der Entwicklungsleiter. Breyer legt mit Toleranzen von +/- 0,03 mm im Durchmesser, 0,3 mm in der Länge und 0,02 mm bei der Gesamtschichtdicke und Exzentrität die Messlatte an Präzision im Weltmarkt ganz hoch.

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