High-Torque-Motoren und Servoantriebe für eine Kunststoffblasformmaschine mit vollelektrischer Schließeinheit

Direktantriebs­technik für die ­Benzintankherstellung

  • Die vollelektrische Schließeinheit ermöglicht einen schnelleren  Schließkraftaufbau und verbessert die Verfahrgeschwindigkeit erheblich. Bild: BaumüllerDie vollelektrische Schließeinheit ermöglicht einen schnelleren Schließkraftaufbau und verbessert die Verfahrgeschwindigkeit erheblich. Bild: Baumüller
  • Die vollelektrische Schließeinheit ermöglicht einen schnelleren  Schließkraftaufbau und verbessert die Verfahrgeschwindigkeit erheblich. Bild: Baumüller
  • ◀ Mit den High-Torque-Motoren  DST2-200 lassen sich hohe Dreh­momente und eine präzise Drehzahl­regelung realisieren. Bild: Baumüller

Mit den Kunststoffblasmaschinen von Bemaco Engineering lassen sich Hohlkörpern aus Kunststoff in unterschiedlichen Formen und Materialien präzise und reproduzierbar herstellen. Bei einer neuen, kontinuierlichen Multilayer-Blasformanlage mit vollelektrischer Schließeinheit wurden sowohl bei der Extrusions- als auch der Schließeinheit High-Torque-Motoren und Servoantriebe verbaut.

Jeder kennt sie: Bobby-Cars, Tretbulldogs, Regentonnen, Gießkannen, Kanister, Fässer, Fläschchen und Flakon – gefertigt mithilfe von Kunststoffblasformanlagen. Die Firma Bemaco Engineering hat sich auf Anlagen zur Herstellung von Hohlköpern aus Kunststoff spezialisiert. Sie fertigt Coexanlagen und modernisiert gebrauchte Maschinen. Das Unternehmen stellt seit 2014 Kunststoffblasformmaschinen zur Fertigung von Kraftstofftanks (KKB) oder Einfüllrohren her. Mit ihnen werden unterschiedliche Kraftstofftanks reproduzierbar und präzise gefertigt – perfekt für die Autoindustrie.
Die kontinuierliche Multilayer-Blasformanlage mit einer Schließkraft von 150 Tonnen wurde speziell für einen Kunden entwickelt, der damit Hohlkörper für Kunststofftanks mit einem Fassungsvermögen von 45 Litern fertigt. Verbaut werden die Tanks, die eine präzise Wanddickenstärke, exakte Maße und eine hohe Reproduzierbarkeit aufweisen müssen, in mit Benzin beriebenen Fahrzeugen. „Ein Tank muss exakt aussehen wie jeder andere“, betont Geschäftsführer Jörg Johannpaschedag. Sein Unternehmen Bemaco Engineering setzt hier sowohl bei der Extrusions- als auch bei der Schließeinheit auf ein Antriebskonzept von Baumüller. Dieses besteht aus DST2-200 High-Torque-Motoren und Servoantrieben vom Typ b maXX 5500.

Funktionsweise der Coexanlage

Die Maschine funktioniert nach folgendem Prinzip: Kunststoffgranulat wird mit einem Extruder im 200-Grad-Bereich aufgeschmolzen. Hier ist das Zusammenspiel aus Druck und Temperatur im Extruder entscheidend: „Es werden hohe Drehmomente und eine präzise Drehzahlregelung benötigt, um das Granulat aufzuschmelzen“, erklärt Jörg Johannpaschedag. Im nächsten Schritt wird die heiße, zähflüssige Masse zu einem Kunststoffschlauch extrudiert, der von der Blasform übernommen und durch Druckluft aufgeblasen und somit ausgeformt wird.

Dieser Vorgang wird in der vollelektrischen Schließeinheit ausgeführt.
Durch den Verzicht auf die Hydraulik ergeben sich zahlreiche Vorteile: Es gibt eine geringere Anzahl an Verschleißteilen, da die Schläuche, Riemen und auch das Getriebe entfallen. Zudem lässt sich Energie einsparen und auch der Geräuschpegel verringert sich. „Der Hauptvorteil liegt hier am schnelleren Schließkraftaufbau und den schnelleren Verfahrgeschwindigkeiten. Zudem läuft die elektrische Schließanlage wie ein Uhrwerk. Insgesamt gesehen, ist die Einheit materialschonender und energieeffizienter“, so Jörg Johannpaschedag weiter.
Die vollelektrische Schließeinheit fährt sehr schnell zu. Doch beim Verschweißen der Naht ist Vorsicht geboten. Daher werden die letzten Zentimeter langsam gefahren, sodass eine gleichmäßige Schweißnaht entsteht. Für das Verschweißen und den Druckaufbau werden ein hohes Drehmoment und enorme Zuhaltekräfte benötigt. Dies ist für die Reproduzierbarkeit und die Produktqualität entscheidend. Die High-Torque-Motoren DST2-200 sind aufgrund ihrer präzisen Regeldynamik dafür bestens geeignet.

Hohe Dichtigkeit durch Multilayer-Verfahren

Vom Markt wird seit den 90er Jahren ein Multilayer-Verfahren gefordert, um die Dichtigkeit des Kunststofftanks zu verbessern. Die Coextrusion ermöglicht, einen Hohlkörper mit mehrschichtigem Wandaufbau herzustellen. Das Granulat wird daher in mehreren Extrudern aufgeschmolzen, im Blaskopf zusammengeführt und als mehrschichtiger Schlauch extrudiert. Bei Bemaco werden hier sechs Schichten übereinander angeordnet. Zwischen Tragschicht und Diffusionssperre wird eine Haftvermittlerschicht, also eine Art Klebeschicht, angeordnet. Das Aufblasen und Formen erfolgt wie oben beschrieben.
Durch das Zusammenspiel von Regler und Motor konnte der Schließkraftaufbau verbessert und die Verfahrgeschwindigkeit erhöht werden. Die Baumüller Servoumrichter b maXX 5500 als Monoeinheiten steuern die Antriebe der Maschine. Gemeinsam mit Bemaco Engineering hat Baumüller die Antriebe dimensioniert und bei der Erstinbetriebnahme der Maschine unterstützt.

Fazit: Wartungsaufwand reduziert, Produktqualität verbessert

Die gemeinsam entwickelte Multilayer-Blasformanlage von Bemaco Engineering und Baumüller ist energieeffizient, kompakt und präzise. Sie bietet Besonderheiten wie beispielsweise die vollelektrische Schließeinheit, die eine noch schnellere Schließkraft sowie eine höhere Verfahrgeschwindigkeit ermöglicht und die Maschine emissionsarm und noch präziser werden lässt. In Zusammenarbeit mit Baumüller ist eine Anlage entstanden, die komplett auf hydraulische Antriebskonzepte verzichtet und so den Wartungsaufwand der Maschine stark reduziert und die Produktqualität erheblich steigert.

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