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Hasco Hasenclever Servomotoren im Reinraum

| Autor / Redakteur: Autor | Armin Kölz / Kathrin Schäfer

Heißkanalsysteme mit elektrisch angetriebenem Nadelverschluss erfüllen die in der Medizintechnik geforderten Reinraumbedingungen. Entscheidend für die Reinraumtauglichkeit eines Nadelverschlusssystems ist der Nadelantrieb. Hasco hat deshalb eine elektrische Antriebseinheit mit intuitiv zu bedienender Touch-Screen-Steuerung entwickelt.

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Zwei mit Servomotoren betätigte Lineareinheiten: Sie sind außen am Werkzeug angeflanscht.
Zwei mit Servomotoren betätigte Lineareinheiten: Sie sind außen am Werkzeug angeflanscht.
(Bild: Hasco)

Zwei mit Servomotoren betätigte Lineareinheiten, die außen am Werkzeug angeflanscht sind, übertragen ihre Kraft direkt auf das Hubplattenpaket und sorgen so für eine positionsgenaue Bewegung der Verschlussnadeln des Heißkanalsystems. Dabei wird die Drehbewegung des Motors über einen Zahnriemenantrieb auf eine Kugelumlaufspindel übertragen und über die Leitgewindemutter in eine Linearbewegung umgesetzt. Die einfach gestaltete Integration des Servoantriebs in die Heiße Seite erleichtert Montage und Wartung.

Mit der Steuerung lassen sich die Parameter Hub, Kraft und Geschwindigkeit individuell regulieren. Die Position der Ventilnadel im Anschnitt und somit die Anschnittqualität kann mit Hilfe der Steuerung im Hundertstelbereich korrigiert werden. Die benötigte Kraft und die Position der Nadel werden zyklisch für jeden Motor angezeigt; dies dient der Prozesskontrolle.

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Funktions- und Prozesssicherheit waren wesentliche Faktoren zur Programmierung der Steuereinheit. Neben der Montagefahrt für die einfache Koppelung der Hubplatten erfolgt die Referenzfahrt nach hinten bei geöffneter Nadel, sodass auch ein kalter Pfropfen keinen Defekt an der Verschlussnadel zur Folge hat.

Funktions- und Prozesssicherheit

Als Schutz des kompletten Systems dient eine Temperaturfreigabe, welche eine Inbetriebnahme erst nach Erreichen der geforderten Verarbeitungsparameter ermöglicht. Außerdem schützen verschiedene Benutzerlevel das System vor Fehlbedienungen.

Das System ist bei der Auslieferung auf den individuellen Anwendungsfall voreingestellt und im Rahmen des gewählten Benutzerlevels nur innerhalb eines definierten Verarbeitungsfensters steuerbar. So wird beispielsweise verhindert, dass der Nadelhub über die Grenzen hinaus verstellt wird. Beschädigungen, auch am Werkzeug, werden vermieden.

Zur Übertragung von Freigabe- und Alarmsignalen wird die Steuerung der Servomotoren über ein Interfacekabel mit der Spritzgießmaschine verbunden. Sämtliche Signale zur Produktions- und Sicherheitsüberwachung lassen sich somit steuern und regeln. Ein LED-Leuchtband visualisiert den Prozess-Status am Servo-Steuergerät und zeigt Probleme sofort an. Zum Freispritzen des Heißkanals und der Düsen sowie zum manuellen Bewegen der Nadeln, beispielsweise für Montagefahrten, sind am Steuergerät zwei Bedientasten für die Öffnungs- und Schließbewegung angebracht.

Neben einem integrierten Zykluszähler sind Speicherfunktionen für verschiedene Werkzeuge sowie mehrere Bedienerlevel und Nutzersprachen hinterlegt. Eine USB-Schnittstelle ermöglicht den schnellen und reibungslosen Datenaustausch. Die Einheiten sowie die zugehörige Steuerung sind auch auf andere Werkzeuge adaptierbar, so dass sich die Auslastung der Systeme erhöhen lässt. Der Antrieb des Nadelpakets mit Servomotoren wird von Hasco nur in Verbindung mit einer kompletten Heißen Seite angeboten. Von den zwei parallel laufenden Servomotoren dient einer als Master, der andere übernimmt die Slave-Funktion.

Kompakt gehaltener Werkzeugaufbau

Durch die außen am Werkzeug angeflanschten Antriebseinheiten kann der düsenseitige Werkzeugaufbau kompakt gehalten werden. Bei dem hier gezeigten Werkzeug beträgt die Aufbauhöhe für die komplette heiße Seite, einschließlich Wärmeisolierplatte, nur 185 mm. Neben der erreichten Energieeffizienz reduziert dieses Konzept auch die Platten- und Bearbeitungskosten, da im Gegensatz zu pneumatischen oder hydraulischen Lösungen keine Versorgungsbohrungen für die Luft- oder Hydraulikbohrungen einzubringen sind. Ebenso entfällt das Setzen von Stopfen und Umlenkelementen für Tieflochbohrungen oder das Anbringen sonstiger Wasser- oder Hydraulikkomponenten. Der einfache Aufbau kommt nicht nur Montage, Wartung und Instandhaltung zugute: Auch für die Gestaltung der Kühlkreisläufe bleibt ausreichend Platz.

Autor: Armin Kölz ist Vertriebsleiter Heißkanal bei Hasco Hasenclever in Lüdenscheid.

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