Eine Besonderheit der Getriebe von Leantechnik ist die linear geführte Zahnstange, die eine präzise Bewegung von Objekten mit einer Geschwindigkeit von bis zu 3 m/s ermöglicht. Durch die 4-fach-Rollenführung können die Zahnstangengetriebe zudem Traglasten von bis zu 2,5 t aufnehmen. Da die Getriebe in Modulbauweise gefertigt werden, sind sie beliebig miteinander kombinierbar. Viele Maschinenbauer schätzen diese Eigenschaften und verbauen die Zahnstangengetriebe in ihren Positioniersystemen. Zu den Kunden zählen neben PKW- und Automatisierungstechnik-Herstellern auch Produzenten von Verpackungsanlagen.
Diese Maschinen müssen aufgrund der hohen Taktraten robust sein und viele hochpräzise Bewegungen innerhalb kurzer Zeit ausführen. Auf Basis seiner Zahnstangengetriebe liefert Leantechnik unter dem Namen LeanSystems 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 (LeanLift), Shuttle-Systeme (LeanShuttle), Pick-and-Place-Anlagen (LeanP&P), Portalanlagen (LeanGantry) oder Positioniersysteme (LeanPositioning) unterteilt.

Mehrere Getriebe in Reihe und dennoch kompakt

Für eine solche Positioniereinheit in seiner indirekten Digitaldruckmaschine suchte das Unternehmen Isimat eine exakte Führung. Die Anlagen ermöglichen eine 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. Der indirekte Digitaldruck erfolgt mit einer Übertragungseinheit, 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 sonst auf dem Markt nicht finden können.
Andere Lösungen hatten die Isimat-Ingenieure zwar in Erwägung gezogen, dann aber wieder verworfen: Ein Spindeltrieb kam aufgrund der Platzverhältnisse nicht in Frage und eine Eigenkonstruktion aus Führungsschiene, Ritzel und Zahnstange hätte mehr Bauraum beansprucht, als die Lifgo-Getriebe benötigen. 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. Der Getriebespezialist riet dem Kunden zudem 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.

Auf die richtige Führung kommt es an

Eine Positionierlösung mit hoher Genauigkeit benötigte auch Fischer Werkzeug- und Formenbau. Das Unternehmen fertigt Spritzguss-, Stanz- und Biegewerkzeuge für Kunden unterschiedlicher 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 sonst zur Folge, dass die Bauteile der Kartusche aneinander schaben und dadurch beschädigt werden würden.

Hohe Hubkraft für eine optimale Entformung

Nach gründlicher Recherche stießen die Ingenieure von Fischer auf die 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 °C im Inneren des Werkzeugs stand.

Autor
Sven Schürmann, Marketing

Bilder © Leantechnik