i-mold: Servoelektrisch angetriebene Ausschraubeinheiten - Präzise gesteuertes & schonendes Entformen von Gewinden in Spritzgussteilen

Fünf Innengewinde und mehrere Hinterschneidungen machen das Entformen des Gehäuses für ein pneumatisches Wartungsgerät von Festo (oben) zu einer Herausforderung. Mit servoelektrisch angetriebenen Ausschraubeinheiten von Servomold (unten) hat die Krallmann Gruppe diese Aufgabe bei der Realisierung des Werkzeugs elegant gelöst - (Bild: Servomold).

Servoelektrisch angetriebene Ausschraubeinheiten, entwickelt von Servomold und vertrieben durch deren Schwesterunternehmen i-mold, ermöglichen laut Anbieter ein präzise gesteuertes und zugleich schonendes Entformen von Gewinden in Spritzgussteilen. Fünf solcher Systeme hat Krallmann, Hiddenhausen, in ein Werkzeug integriert, mit dem die Festo Polymer GmbH, Sankt Ingbert, das komplex gestaltete Gehäuse für das pneumatische Wartungsgerät DB Mini der Mutterfirma Festo fertigt.

Hendrik Sanio, Projektleiter bei Krallmann, nennt gleich mehrere Gründe für die hier erfolgte Bevorzugung servoelektrischer gegenüber den üblichen, hydraulisch betätigten Ausschraubeinheiten: "Wir können damit die individuellen Bewegungen der einzelnen Kerne exakt steuern. Die jeweiligen Ausdrehmomente lassen sich einzeln überwachen und regeln, und die unterschiedlich tiefen Gewinde lassen sich mit der jeweils optimalen Geschwindigkeit entformen. Der servoelektrische Antrieb erfordert weniger Bauraum, und er ermöglicht kürzere Zykluszeiten als hydraulische Lösungen. Zudem entfällt die Gefahr von Verschmutzungen durch auslaufendes Öl."

Festo Polymer stellt das würfelförmige Gehäuse mit rund 40 mm Kantenlänge aus einem hochfesten und hochsteifen glasfaserverstärkten Polyamid (PA66-GF50) her. Seine fünf Innengewinde haben Durchmesser von 1/8", 1/4" und 36 mm bei Längen zwischen 12 und 22 mm. Den Positionen dieser Gewinde entsprechend, sind vier der zugehörigen Ausschraubspindeln auf der Auswerferseite das Einfachwerkzeugs, jeweils um 90° zueinander versetzt, parallel zur Trennebene angeordnet. Eine fünfte Spindel bewegt sich parallel zum Auswerferpaket in der Maschinenmittelachse.

Servomold hat die fünf Ausschraubeinheiten anhand der in eigenen Versuchen ermittelten, von 6 bis 33 Nm reichenden Drehmomente (MD) ausgewählt und dimensioniert. So ist das Werkzeug heute mit vier Einheiten des kleinsten lieferbaren Standardtyps SAEW040-050-12-0055 (MD bis 23 Nm) für die 1/8- und 1/4"-Gewinde sowie mit einem Servo-Winkelantrieb "Zahnrad" des Typs SWZ070-16-0207 (MD bis 75 Nm) für das große metrische Gewinde bestückt. Die Kontrolle übernimmt eine mobile Servo-Rack-Steuerung des Typs SRS-8.6, die bis zu sechs Servomotoren regeln kann. Diese passt die Geschwindigkeiten individuell so an, so dass alle fünf flüssigkeitsgekühlten Gewindekerne ihre jeweilige Endposition beim Einfahren gleichzeitig erreichen. Die SRS übernimmt auch die lückenlose Drehmomentüberwachung an jeder Servoeinheit und gibt entsprechende Signale beim Erreichen vorgegebener Grenzwerte aus.

Die Servomotoren sind mit Resolver-Lagegebern ausgestattet, deren Nullpunkt am aufgespannten und vorgewärmten Werkzeug jeweils individuell referenziert wird. Dazu Stefan Bernhard, Geschäftsführer von Servomold: "Wir verwenden gerne Resolver, um das Werkzeug vor eventuellen Beschädigungen im Schließvorgang zu schützen, denn im Betrieb gibt die Steuerung der Spritzgießmaschine deren Start erst dann frei, wenn die SRS das Erreichen dieser Referenzpunkte meldet." Als weiteren Sicherheitsaspekt nennt Bernhard die bei servoelektrischen Systemen mögliche kontinuierliche Kraftüberwachung, die das Entstehen von Werkzeugschäden sehr frühzeitig erkennbar mache, so dass Abhilfe oft kostengünstig möglich sei.

Dr. Jan Oliver Hauch, Leiter des Bereichs Projekttransfer Neuheiten Polymer bei Festo Polymer, bestätigt die gemeinsam mit Krallmann getroffene Entscheidung: "Auf Grund des geringen Platzbedarfs dieser Systeme sind auch die Abmessungen des Werkzeugs relativ klein geblieben. Dadurch können wir es auf der sehr energieeffizienten Arburg Allrounder 570 S e² 2000-400 mit 570x570 mm Holmabstand einsetzen. Dort ist es seit Anfang 2015 im Betrieb. Bisher gab es mit den servoelektrisch angetriebenen Entspindelungseinheiten von Servomold keine Probleme. Die Funktion ist zuverlässig gegeben. Und weil dieser Hersteller überwiegend standardisierte Teile verbaut, können wir für die Zukunft eine gesicherte Versorgung mit Ersatzteilen erwarten."

Über Festo
Die Festo AG & Co KG mit Stammsitz in Esslingen erwirtschaftet mit pneumatischer und elektrischer Automatisierungstechnik für die Fabrik- und Prozessautomatisierung 2015 einen Umsatz von rund 2,64 Mrd. Euro. Der Versorgung der Festo-Gruppe mit Kunststoff- und Gummiteilen dient die Festo Polymer GmbH am Standort St. Ingbert im Saarland, die im Jahr 2015 rund 55 Mio. Artikel produziert hat.

Über i-mold
Die i-mold GmbH & Co. KG mit Sitz in Michelstadt gilt als ein erfahrener Partner des Werkzeugbaus für den Kunststoff-Spritzguss. Servomold ist die zusammenfassende Bezeichnung für die wachsende Zahl standardisierter Lösungen von i-mold zur servoelektrischen Realisierung von Rotations- und Linearbewegungen in Spritzgießwerkzeugen. Die Anwendungen reichen dabei von einzelnen Gewinden in technischen Kunststoffteilen über lineare Schieber- und Kernzugbewegungen bis hin zu Multi-Kavitäten-Verschlusskappenwerkzeugen. Das Portfolio von i-mold umfasst darüber hinaus Tunnel-Anguss-Einsätze sowie Heißkanallösungen von Volastic und Heatlock sowie Formzubehör und Dienstleistungen rund ums Spritzgießen.

Über Krallmann
Die Krallmann Gruppe zählt zu den führenden Anbietern für innovative Komplettlösungen im Bereich der Kunststoffverarbeitung und im Werkzeugbau. Am Firmensitz in Hiddenhausen beschäftigt das 1969 gegründete Unternehmen rund 150 Mitarbeiter.

Weitere Informationen: www.festo.com, www.i-mold.de, www.krallmann.de

i-mold GmbH & Co.KG, Michelstadt

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