Vijf individueel aangestuurde servo-aangedreven schroefeenheden voor snel, precies en gecontroleerd ontvormen van schroefdraad.

DAHANAN april17: Vijfmaal een binnenschroefdraad en meerdere ondersnijdingen maken het lossen van deze behuizing voor een Festo pneumatische onderhoudsapparaat tot een behoorlijke uitdaging (boven). Met de servoelektrisch aangedreven ontschroefeenheden van Servomold (onder), is hiervoor door de Krallmann Groep een elegante oplossing bij het ontwerpen van de matrijs ontwikkeld. © Servomold

Servoelektrisch aangedreven ontschroefeenheden, ontwikkeld door Servomold en verhandeld door diens zusterbedrijf i-mold, maken het mogelijk schroefdraad in spuitgietdelen zeer precies, zorgvuldig en gecontroleerd te vormen en te lossen. In totaal zijn vijf van dergelijke systemen door de Krallmann Groep uit Hiddenhausen geïntegreerd in één matrijs waarmee Festo Polymer GmbH, Sankt Ingbert, het complex vormgegeven behuizing van het DB Mini pneumatische onderhoudsapparaat heeft geproduceerd voor moederbedrijf Festo. Hendrik Sanio, projectmanager bij Krallmann, noemt een aantal redenen waarom voor deze toepassing de voorkeur uitging naar servo-elektrische ontschroefeenheden in plaats van de gebruikelijke hydraulische systemen. “Daarmee konden wij de individuele beweging van elke kern nauwkeurig sturen. De respectievelijke uitdraaimomenten worden individueel bewaakt en geregeld, en de schroefdraden, die verschillende dieptes hebben, kunnen ieder apart met een optimale snelheid worden gelost. De servo-elektrische aandrijving neemt bij het inbouwen minder ruimte in en ook de cyclustijden zijn korter dat met een hydraulische oplossing. Daarbij komt dat het risico van verontreiniging door olielekken uitgesloten wordt.”

Festo Polymer voert de kubusvormige behuizing van ongeveer 40 mm uit in een glasvezelversterkt polyamide met een hoge sterkte en hoge stijfheid (PA66-GF50). De vijf binnenschroefdraden hebben verschillende diameters van respectievelijk ⅛”, ¼” en 36 mm, bij een lengte van tussen de 12 en 22 mm. Overeenkomstig met de positie van deze vier schroefdraden zijn de vier ontschroefspindels op de uitwerpzijde van de enkelvoudige matrijs in een hoek van 90° ten opzichte van elkaar gemonteerd, parallel aan het deelvlak. Een vijfde spindel beweegt parallel aan de uitwerper in de machine middenas.

Servomold heeft de vijf ontschroefeenheden, met draaimomenten (DM) van 6 tot 33 Nm, geselecteerd en gedimensioneerd aan de hand van zelf uitgevoerde proeven. Zo is de matrijs heeft vier van de kleinste standard servo-aandrijvingen SAEW040-050-12-0055 (DM tot 23Nm) voor de schroefdraden van ⅛” en ¼” en voor de grote metrisch schroefdraad het type SWZ070-16-0207 (DM tot 75 Nm). De besturing wordt verzorgd door een mobiel SRS-8.6 servo-rack controller die tot 6 servomotoren kan regelen. Deze past de snelheden individueel aan om ervoor te zorgen dat alle vijf vloeistofgekoelde schroefdraadkernen tegelijkertijd hun eindpositie bereiken. De SRS biedt ook volledige controle op het draaimoment van iedere servo-eenheid en geeft daarbij een signaal wanneer de vooraf vastgestelde grenswaarden bereikt zijn.

De servomotoren zijn uitgerust met resolver positiesensoren, waarvan het nulpunt in de opgespannen en voorverwarmde matrijs individueel gerefereerd wordt. Servomold directeur Stefan Bernhard legt uit: “Wij gebruiken graag resolvers om de matrijs te beschermen tegen eventuele beschadiging tijdens het sluiten, want de besturing van de spuitgietmachine geeft eerst dan vrijgave als de SRS aangeeft dat deze referentiewaardes zijn bereikt.” Een ander veiligheidsaspect is volgens Bernhard de bij servoelektrische systemen mogelijkheid tot continue krachtbewaking, waardoor het ontstaan van schade aan de matrijs in een zeer vroeg stadium kenbaar wordt.

Dr. Jan Oliver Hauch, hoofd Project Transfer of Polymer Innovation bij Festo Polymer, onderschrijft de gezamenlijk met Krallman genomen beslissing. “Vanwege de beperkte ruimte die deze systemen innemen, is de matrijs zelf ook relatief klein gebleven. Daardoor kunnen wij het inzetten op een energie-efficiënte Arburg Allrounder 570 S e² 2000-400, met een holmafstand van 570 x 570 mm. Er wordt sinds begin 2015 doorlopend geproduceerd en er zijn tot op heden geen problemen met de ontschroefsystemen van Servomold gemeld. En omdat deze fabrikant voornamelijk gebruik maakt van gestandaardiseerde componenten, verwachten wij in de toekomst uit te kunnen zien naar een betrouwbare levering van reserveonderdelen”.

De Krallmann Groep is een toonaangevende leverancier van maatwerkoplossingen op het gebied van kunststofverwerking en matrijzenbouw. Het bedrijf, dat in 1961 werd opgericht, heeft ongeveer 150 werknemers in dienst in Hiddenhausen.

Festo AG & Co KG heeft haar hoofdkantoor in Esslingen. De onderneming genereerde in 2015 een omzet van circa EUR 2,64 miljard met pneumatische en elektrisch automatiseringstechnologie voor fabrieks- en procesautomatisering. Festo Polymer GmbH, gevestigd in St. Ingbert in de deelstaat Saarland, levert kunststof en rubber onderdelen aan de Festo Groep; in 2015, werd door het bedrijf circa 55 miljoen artikelen geproduceerd.

i-mold GmbH & Co. KG, gevestigd in Michelstadt, is een ervaren partner voor matrijzenbouwers voor de kunststof spuitgietindustrie. Servomold is de verzamelnaam voor het groeiend aantal door i-mold ontwikkelde gestandaardiseerde oplossingen voor het realiseren van servoelektrische, en daarmee schone en ruimtebesparende, roterende en lineaire bewegingen in spuitgietmatrijzen. Toepassingen variëren van individuele schroefdraden in technische kunststofdelen en lineaire schuif- en kerntrekbewegingen tot meervoudige matrijzen voor kunststof sluitingen. Daarnaast omvat het portfolio van i-mold tunnel gate inserts en complete dienstverlening rondom het spuitgieten.