Die hohe Verdrehsteifigkeit sowie das minimale Verdrehspiel gewährleisten auch im Auslaufstern des Blasmoduls höchste Positioniergenauigkeit – selbst bei High Speed und stark wechselnden Drehmomenten. (Bild: Krones)
Das Übergehen und Positionieren von Preforms und fertiger Flaschen durch die Transfersterne innerhalb einer Streckblasmaschine erfordert Präzision und Dynamik. Innerhalb der Krones-Anlage Contiform 3 unterstützen dabei die spielarmen Planetengetriebe der Baureihe TP+ 050 High Torque von der Wittenstein Alpha GmbH. Die High-Torque-Ausführung besitzt eine verbesserte Verdrehsteifigkeit sowie ein auf weniger als 1 arcmin verringertes Verdrehspiel. Damit erreichen sie eine hohe Positioniergenauigkeit – selbst bei den stark wechselnden Drehmomenten an den Transfersternen. Für das Getriebe TP+ 050 High Torque am Einlaufstern für die vorgewärmten PET-Preforms hat Wittenstein Alpha für Krones zudem eine spezielle Wärmeableitung konzipiert: Eine wasserdurchflossene Adapterplatte kühlt das Getriebe sowie den angeschlossenen Motor. Diese Kombination aus Seriengetriebe und Sonderlösung verbessert die Standzeit des gesamten Antriebssystems.
Von der PET-Preform zur Flasche
Für die Anwender und Betreiber von Abfüll- und Verpackungsmaschinen zählen in erster Linie Flexibilität, Dynamik, Produktivität und Verfügbarkeit. Krones setzt diese Anforderungen durch die Entwicklung und Realisierung innovativer Maschinentechnologie um. „Die Streckblasmaschine Contiform 3 beispielsweise ist in der Lage, pro Minute bis zu 1.350 PET-Flaschen zu produzieren“, erläutert Thomas Höllriegl, Gruppenleiter Entwicklung Kunststofftechnik bei Krones. „Hierbei durchlaufen die vorher gefertigten Preforms zunächst einen Linearofen, der sie auf ihre Verarbeitungstemperatur erwärmt. Anschließend werden sie von kurvengesteuerten Greifarmen eines Einlaufsterns an das Blasmodul übergeben, in dem sie mittels Druckluft zu Flaschen geblasen werden. Danach wird die fertige Flasche vom Auslaufstern aus der Blasstation entnommen und einem Lufttransporteur übergeben, der sie zum Füller weitertransportiert.“ Die Contiform-Maschinen sind in mehreren Baugrößen und Modellvarianten erhältlich, mit denen ein Flaschenspektrum von 0,1 bis 3,5 l verarbeitet werden kann. Die Maschinen haben darüber hinaus die Option, sie mithilfe eines Schnellwechsel-Systems innerhalb weniger Minuten auf ein neues Flaschenformat umzustellen.
Bei solch immensen Durchsatzleistungen ist die Produktivität einer Maschine direkt abhängig von ihrer Verfügbarkeit. Der Auswahl der geeigneten Komponenten gilt daher das besondere Augenmerk der Konstrukteure. „Daher haben wir uns bei der antriebstechnischen Ausrüstung der Transfersterne in der Contiform 3 für spielarme Planetengetriebe der Baureihe TP+ 050 High Torque entschieden“, blickt Höllriegl zurück. Jeweils ein Getriebe ist in die Säule des Ein- und Auslaufsterns integriert, das die Sterne mit den PET-Preforms bewegt. Sie bieten neben ihrer hohen Dynamik ein Höchstmaß an Verdrehsteifigkeit und minimales Verdrehspiel – entscheidende Merkmale, die das High-Speed-Handling der Preforms und Flaschen im Dauerbetrieb ermöglichen. Hinzu kommen in der Bewegung der Sterne hohe schwellende Lasten: Zugfedern in den Greifarmen der Transfersterne, die sich über Rollen in einer Kurvenlaufbahn bewegen und einen Flankenwechsel der Rollen verhindern, bewirken im System stark wechselnde Drehmomente. Die Steifigkeit der Getriebe kompensiert diese Effekte.
Wärmeableitung für ein „cooles“ Betriebsklima
Der Linearofen der Contiform 3 übergibt die PET-Preforms mit einer Temperatur von bis zu 120 °C an den Einlaufstern des Blasmoduls. Die Wärme, die sie abgeben und die Wärme des Motors in der Sternsäule sorgen für eine hohe thermische Belastung der gesamten Antriebseinheit. Im Dauerbetrieb können dadurch Werte erreicht werden, die die auf 90 °C spezifizierte, zulässige Gehäusetemperatur der Getriebe überschreiten. Um dies zu vermeiden und gleichzeitig auch den Motor thermisch zu entlasten, hat Wittenstein Alpha für diese Applikation eine spezielle Adapterplatte entwickelt. Sie ist an einen vorhandenen Temperierkreislauf der Maschine angeschlossen. Die wasserdurchflossene Adapterplatte sorgt für eine wirksame Temperaturreduzierung des Getriebes und des Motors. „Dadurch wird eine höhere Lebensdauer der Getriebe und somit eine höhere Verfügbarkeit und längere Maschinenauslastung erreicht“, erklärt Thomas Höllriegl.
Nicht nur bei Krones, sondern im Maschinenbau insgesamt geht der Trend weg von Zentralantrieben, die die mechanische Energie für ein Gesamtsystem bereitstellen, hin zu Einzelantrieben beziehungsweise Servoaktuatoren. Diese sind nicht nur flexibler und dynamischer, sondern weisen auch einen geringeren Verlust von Antriebsleistung auf. Hinzu kommt, dass spielarme Planetengetriebe wie die der Baureihe TP+ High Torque einen hohen Reifegrad besitzen: Die Dichtungen, die Lagervorspannung und der Zahneingriff sind so optimiert, dass pro Getriebestufe ein Wirkungsgrad von 97 Prozent erreicht wird. Dadurch bieten sie in Verbindung mit Servomotoren ein Höchstmaß an Energieeffizienz – die zudem auch höher ist als bei Torque-Motoren als mögliche Antriebsalternative. Dem nachhaltigen Maschinenkonzept der Contiform 3, zu dem auch das serienmäßige Recycling der Druckluft gehört, kommen die energiesparenden Getriebe von Wittenstein Alpha daher entgegen.
