Leitungen und Energieführungen bewähren sich in Highspeed-Spritzgießmaschine

Steckbrief

• Was wurde benötigt: chainflex CF9 Steuerleitungen, Energieketten-Serie E6
• Anforderungen: Der Entnahmeroboter erreicht extreme Geschwindigkeiten, die Entnahmezeit der Spritzgussteile liegt unter einer Sekunde. Innerhalb weniger Monate werden schon mehrere Millionen Doppelhübe erreicht, und das bei sehr hohen Beschleunigungen von bis zu 10 g.
• Branche: Kunststoffmaschinen, Spritzgießmaschinen
• Erfolg für den Kunden: CF9-Steuerleitungen mit engem Biegeradius blieben dank Bündelverseilung auch bei höchster Biegebeanspruchung und hoher Dynamik über Jahre stabil. Der Mantel aus abriebfestem TPE sorgt für sehr gute Abriebeigenschaften. Auch die E6-Energieketten gehen die hohe Dynamik zuverlässig und ausfallfrei mit.

Die chainflex CF9 ist die Highend-Leitung im igus Standardprogramm – entwickelt für höchste Lebensdauer bei extremen dynamischen Beanspruchungen. Mit der Serie CF10 steht zusätzlich eine geschirmte Variante ab Lager zur Verfügung.

Problem

Schnell – schneller – Hekuma: Das Unternehmen Hekuma steht für die Hoch- und Höchstleistungsautomation von Komplettanlagen für die Kunststoffverarbeitung, die etwa in der Medizintechnik, der Automobilindustrie oder in der Konsumgüterproduktion zum Einsatz kommen. Der Hersteller automatisiert in seinen Spritzgussmaschinen nicht nur die Entnahme, sondern auch vor- und nachgeschaltete Prozesse wie das Stanzen von Kontakten oder das Einlegen der Stanzteile in das Spritzgusswerkzeug. Dabei arbeiten sie mit extremen Geschwindigkeiten. Die typischen Zykluszeiten liegen bei vier bis sechs Sekunden, wobei teilweise Entnahmezeiten von unter einer Sekunde erreicht werden. So auch z.B. bei einer Anlage von Hekuma mit einem 64fach-Werkzeug für die Produktion von Labor-Probebehältern aus, die mit 5,5 Sekunden Zykluszeit getaktet ist.
Aufgrund des hohen Produktionstempos würde aber ein Ausfall von nur wenigen Minuten schnell zu zehntausenden von Fehlteilen führen. Das hat zur Folge, dass häufig die Mechanik seine Grenzen setzt, oft aber auch die Elektronik. Hekuma bewegt sich damit an den (Tempo)-Grenzen des Maschinenbaus – und es stellt sich die Frage, mit welchen Leitungen und welchen Energieketten die Greifer ausgerüstet sind. Bei den typischen Zykluszeiten kommen innerhalb von wenigen Monaten schon mehrere Millionen Doppelhübe zusammen, und das bei sehr hohen Beschleunigungen von bis zu 10 g. Eine konventionelle Leitung würde unter diesen Belastungen schon nach wenigen Tagen ausfallen.

Lösung

Die von Hekuma gewählte Leitungslösung hält Jahre. Und ist daher auch seit über zehn Jahren fester Bestandteil der Spritzgussmaschinen. Konkret setzt das Unternehmen auf die Steuerleitungen der Serie CF9 mit Querschnitten von 0,25 bis 0,34 mm² als INI-Leitung. Die Leitungen aus unserem chainflex-Programm wurden speziell für den Einsatz in Energieketten entwickelt. In den einzelnen Adern werden nur optimierte Litzen verwendet, die in ihrer Drahtstärke nicht zu dünn und nicht zu dick sind. Die einzelnen Adern sind so verseilt, dass keine „Korkenzieher“ entstehen können. Hier hilft eine Bündelverseilung, bei der die Adern zunächst mit einer kurzen Schlaglänge verseilt und die daraus entstehenden Bündel wiederum zu einem Gesamtaufbau verseilt werden. Dieser Aufbau findet um ein zugfestes Kernelement herum statt. So bleibt die Verseilung auch bei höchster Biegebeanspruchung und hoher Dynamik stabil. Der Mantel aus speziellem abriebfestem TPE sorgt für sehr gute Abriebeigenschaften und auch der geringe Biegeradius von 5xd ist vollkommen ausreichend. Der kleine Biegeradius ist entscheidend, da der Platz für das Werkzeug- und Werkstück-Handling oft extrem begrenzt ist.
Während die beweglichen Leitungen teils freiliegend angeordnet sind, laufen sie an den Hauptachsen in Kettenführungen. Hier hat Hekuma die Kunststoff-Energieketten der E6-Baureihe als Standardsystem ausgewählt. Die Anforderungen sind hier ähnlich hoch wie bei den Leitungen: Aufgrund der sehr kurzen Hübe treten im Leitungssystem konstante Vibrationen auf, die wie kurze Schläge wirken. Das bewirkt eine sehr hohe Beanspruchung von Kette und Leitung, ganz anders als bei konstanten Abrollbewegungen.
Das schwere Spritzgusswerkzeug ist nur 0,8 Sekunden lang komplett geöffnet. Der Greifer muss in dieser kurzen Zeit ins Werkzeug hineinfahren, mit einer Bewegung in der zweiten Achse die fertigen Kunststoffteile entnehmen, bevor das Werkzeug für den nächsten Schuss schließt.

In das geöffnete Werkzeug fährt der Entnahmeroboter ein – und hat typischerweise drei bis sechs Sekunden Zeit für den kompletten Zyklus. Dabei werden die elektrischen Leitungen extrem beansprucht.

Auch die hohe Anzahl der Leitungen stellt hohe Anforderungen an deren Verfügbarkeit. Ein Leitungsbruch – und die Maschine steht. chainflex CF9 Leitungen gewährleisten die hohe Produktivität.