Zahnstangengetriebe Zahnstangengetriebe optimiert Entformungseinrichtung

Redakteur: Jan Vollmuth

Bei seinen Spritzgusswerkzeugen setzt ein Unternehmen als Entformungseinrichtung auf einen elektrischen Antrieb mit hochpräzisen Zahnstangengetrieben von Leantechnik.

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In den Kunststoffspritzwerkzeugen von Fischer sorgen die Lifgo-Zahnstangengetriebe dafür, dass die Rohlinge der Klebstoff-Kartuschen gleichmäßig und mit großer Kraft von den Formkernen des Werkzeugs abgestreift werden.
In den Kunststoffspritzwerkzeugen von Fischer 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)

Vielen Handwerkern ein Begriff: der Zweikomponenten-Hochleistungsmörtel FIS V von Fischer. Das Unternehmen produziert jedoch nicht nur den Mörtel, sondern auch die dazugehörige Kunststoff-Kartusche im eigenen Werk. Die dazu benötigten Spritzgusswerkzeuge werden in einer eigenen Abteilung mit rund 120 Mitarbeitern gefertigt. Diese agiert seit 2015 als Fischer Werkzeug- und Formenbau GmbH selbstständig am Markt.

Leackageanfälliger Abstreifer

Die Werkzeuge für die Fertigung der Kunststoff-Kartuschen für den 2K-Hochleistungsmörtel verfügen wie alle Spritzgusswerkzeuge über eine sogenannte Abstreifer-Platte. Sie schiebt das fertig ausgehärtete Kunststoffteil über den sogenannten Formkern des Werkzeugs hinaus, sodass es von diesem abfallen und mit einem Förderband abtransportiert oder von einer Handling-Einheit abgestapelt werden kann.

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Bisher verwendete Fischer für die Abstreifer-Platten einen hydraulischen Antrieb. Dessen Nachteil: „Es gab immer wieder Leckagen“, sagt Markus Schillinger, Lieferantenmanager bei Fischer Werkzeug- und Formenbau. „Dabei wurden die Kartuschen-Rohlinge und auch die Maschine durch Hydraulik-Öl verunreinigt.“ Dann mussten etliche Kartuschen-Rohlinge entsorgt werden und die Werkzeuge fielen aus.

Alternative Zahnstangengetriebe

Bei Fischer suchte man deshalb mit Hochdruck nach einer Lösung. Eine Konstrukteurin wurde damit beauftragt, für die Abstreifer-Platte einen elektrischen Antrieb auf Basis eines Servomotors zu konzipieren. Darüber hinaus musste eine geeignete Alternative für die bisherige hydraulische Führung der Abstreifer-Platte gefunden werden. Im Zuge der Recherchen wurden Markus Schillinger und seine Kollegen auf die Leantechnik AG aufmerksam, einen Spezialisten aus dem nordrhein-westfälischen Oberhausen für hochgenaue Zahnstangenhubgetriebe.

Um herauszufinden, welche Zahnstangengetriebe sich für die Anwendung eignen und wie man sie am besten mit dem Elektromotor verbindet, sahen sich Leantechnik-Ingenieur Lukas Piofczyk und seine Kollegen die Anwendung im Detail an. Schnell stand fest, dass je Spritzgießwerkzeug zwei Zahnstangengetriebe nötig sein würden, um die Abstreifer-Platte präzise und absolut synchron über die Formkerne des Werkzeugs hinausschieben zu können. Andernfalls würden die Bauteile der Kartusche aneinander schaben.

Hohe Quer- und Hubkräfte im Griff

Lukas Piofczyk empfahl den Werkzeugbauern für diese Aufgabe die robusten Lifgo-Zahnstangengetriebe von Leantechnik mit 4fach-Rollenführung. Durch ihre vierfach-rollengeführte lineare Zahnstange können diese Getriebe hohe Quer- und Hubkräfte bis 25.000 N aufnehmen (Lifgo 5.4), erzeugen zugleich aber nur geringe Laufgeräusche.

Für die Führung der Abstreifer-Platte wählten die Leantechnik-Ingenieure 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, sie werden aber benötigt, um die ausgehärteten Kartuschen-Teile vom Spritzgießwerkzeug zu entformen: Durch das Schrumpfen im Fertigungsprozess haften die Kunststoffteile stark an den Formkernen und müssen daher mit entsprechend hohem Druck von diesen abgestreift werden.

Buchtipp

Das Buch Antriebspraxis enthält die Gesamtschau der eingesetzten Antriebe mit fester oder variabler Drehzahl, die energiesparend und vernetzt arbeiten. Es erklärt sowohl die Arbeitsweise der Komponenten als auch ihr Zusammenwirken im Antriebssystem bis hin zur Vernetzung in betrieblichen und globalen Netzen.

Ein weiteres Plus der Getriebe ist ihre gute Hitzebeständigkeit: Sie halten Umgebungstemperaturen bis 80 °C im Inneren des Werkzeugs aus. „Das Wichtigste war für uns aber die hohe Genauigkeit der Zahnstangenhubgetriebe“, berichtet Markus Schillinger. Er ist froh, diese Lösung gefunden zu haben, „denn erst die Lifgo-Getriebe haben es uns ermöglicht, auf Hydraulik als Antriebstechnik zu verzichten.“ (jv)

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