Kurze Taktzeiten
Zahnstangengetriebe für Effizienz in der Kerzenproduktion
Maschinen für die Kerzenproduktion müssen eine Vielzahl von Produktvarianten in kurzer Zeit fertigen können, dürfen nicht zu teuer sein und sollten lange Standzeiten aufweisen. Um diese Anforderungen optimal erfüllen zu können, setzt die Arthur Weissbach GmbH aus Fulda bei einem Kundenprojekt die hochgenauen Zahnstangengetriebe von Leantechnik ein.
Ob an der Kaffeetafel, auf dem Adventskranz oder am Tannenbaum: Kerzenlicht schafft eine ganz besondere Atmosphäre. Allerdings möchte kaum jemand mehr als ein paar Euro dafür bezahlen. Die Hersteller sind deshalb gezwungen, günstig zu produzieren. Der Kostendruck verlangt von den Konstrukteuren der Maschinen große Kreativität: Sie müssen Anlagen entwerfen, die große Stückzahlen und viele Kerzentypen auf einer Linie produzieren können. Bei der Arthur Weissbach GmbH aus Fulda stellt man sich dieser Herausforderung seit mehr als 90 Jahren: Das Unternehmen bietet ein breites Portfolio an Maschinen – von hydraulischen Presslinien für Stumpen-, Kugel- und Profilkerzen über Gießmaschinen für Stab- und Spitzkerzen bis hin zu Dochtwachsanlagen. „Unsere Anlagen sind in ihrer Funktion, Flexibilität und Stückzahlleistung einzigartig“, sagt Dipl.-Ing. Markus Weß, Geschäftsführer bei Weissbach. Aus diesem Grund verkauft das Unternehmen seine Kerzenmaschinen „made in Germany“in der ganzen Welt. Für einen Kunden in den USA hat Weissbach gerade eine Maschine ausgeliefert, die Kerzen in Gläsern fertigt. „Dieses Produkt wird auch in Europa immer beliebter“, so Weß. Die Maschine wärmt die Gläser (Durchmesser 80-200 mm) zunächst vor und bringt dann ein bis drei Dochte mit Dochthalter in sie ein. Anschließend werden die Gläser in großen Gruppen zur nächsten Station befördert und dort positioniert, um das Wachs einzufüllen. Hier wiegt die Maschine auch die Gläser, um sicherzustellen, dass die Füllmenge stimmt. Im Anschluss durchlaufen die Gläser-Kerzen eine Kühlstrecke und sind dann bereit für den Verpackungsprozess. Die gesamte Fertigungszeit beträgt etwa zwei Stunden.
Zahnstangengetriebe überzeugten
Für die Beförderung der Gläser zur Füllstation und weiter zur Kühlstrecke sorgt eine Lineareinheit mit Überschiebe-Funktion, die mit zwei Lifgo-Zahnstangengetrieben von Leantechnik ausgestattet ist. Das Oberhausener Unternehmen hat sich auf die Entwicklung und Fertigung hochgenauer Getriebe auf der Basis von Zahnstangen spezialisiert und beliefert Kunden aus zahlreichen Branchen weltweit. Nach umfangreichen Vergleichen mit ähnlichen Pro
dukten von Wettbewerbern entschieden sich Markus Weß und seine Kollegen für die Leantechnik-Getriebe, weil hier das Gesamtpaket aus Leistung, Preis, Lieferzeit und Service stimmte. „Es ist für den Konstrukteur wichtig, zu wissen, welches Zahnstangengetriebe bei der Vielzahl an Baureihen und Baugrößen das passende ist. Hier wurden wir sehr gut beraten“, sagt Ingenieur Markus Weß. Ein Vertriebsmitarbeiter von Leantechnik sei sogar vor Ort gewesen, um sich die Maschine anzusehen und die geeignete Getriebevariante auszuwählen.
Komplexe Bewegungsabläufe
Die Bewegungsaufgabe, die mit dem Zahnstangengetriebe gelöst werden sollte, war anspruchsvoll, denn um die Kerzen-Gläser von einer Station zur nächsten zu befördern, ist ein relativ langer Hub erforderlich. „Früher hat man dafür Kurbel- und Stangengetriebe verwendet und sich eine eigene Lösung zurechtkonstruiert“, berichtet Markus Weß. Der technische Fortschritt gehe aber immer mehr in Richtung Standardisierung. „Fertige Lineareinheiten mit Zahnstangengetriebe sind nicht nur günstiger als eine individuelle Lösung, sondern auch zuverlässiger und langlebiger. Insbesondere dann, wenn es – wie in unserem Fall – um Kombinationsbewegungen aus hohem und seitlichem Verfahren geht.“Weissbach verwendet für die Bewegung der Lineareinheit an der Kerzenmaschine Lifgo-Zahnstangengetriebe der Baugröße 5.1, die eine Hubkraft von 3.800 N haben und ein Drehmoment von 76 Nm erzeugen können. Die Getriebe sind über Elastomer-Gelenkwellen an die Maschine angebunden und wurden aus dem Baukastensystem von Leantechnik zusammengestellt. Das System ermöglicht die Konfiguration individueller Zahnstangengetriebe aus Standardkomponenten. Jeder Anwender hat so die Möglichkeit, die Getriebe optimal an ihr Einsatzgebiet anzupassen.
Individuell konstruiert
Auch die Arthur Weissbach GmbH verfolgt bei der Fertigung ihrer Kerzen-Maschinen diese Philosophie, denn das Unternehmen konstruiert rund 80 Prozent seiner Maschinen kundenindividuell. „Wir arbeiten viel mit standardisierten Bauteilen, die wir je nach den Anforderungen der jeweiligen Anwendung miteinander kombinieren“, erläutert Markus Weß.
Das bedeutet: Die Anlagen werden an die Gläsergrößen und die Abmessung der Kerzen angepasst. Hinzu kommt, dass die Kerzenhersteller oft verschiedene Kerzentypen auf einer Fertigungslinie produzieren wollen. „Deshalb sind unsere Maschinen in der Regel Kombinationsanlagen, auf denen bis zu acht verschiedene Glasgrößen gefertigt werden können“, berichtet
Markus Weß. „In der mechanischen Welt mussten bei jedem Produktionswechsel viele Teile an der Maschine ausgetauscht werden. Moderne Linear- und Servotechnik erlaubt es dagegen, die dafür nötigen Einstellungen an der Anlage einfach über die Software zu ändern.“Die Lifgo-Getriebe machen diese hochflexible, unkomplizierte Fertigung möglich und erfüllten damit die hohen Ansprüche des US-amerikanischen Kerzen-Herstellers.
Hohe Taktfrequenzen
Präzision, Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit sind die Haupteigenschaften der Zahnstangengetriebe von Leantechnik. „Wir wollen dem Anwender volle Flexibilität ermöglichen“, erläutert Geschäftsführer Reinhard Janzen das Produktkonzept. Die Lifgo-Zahnstangengetriebe gibt es deshalb in vier verschiedenen Baugrößen. Sie eignen sich für Anwendungen, die eine hohe Querkraftaufnahme und eine hohe Positioniergenauigkeit erfordern und erzielen je nach Baugröße Hubkräfte zwischen 2.000 und 25.000 N. Aufgrund ihrer vierfach rollengeführten Zahnstange erfüllen die Zahnstangengetriebe höchste Ansprüche an Synchronizität und Belastbarkeit. Damit sind sie die ideale Komponente für die auf Effizienz und kurze Taktzeiten ausgerichtete Maschine, die Weissbach für den US-Kunden konstruiert hat.
Fazit und Ausblick
Die Kerzenmaschine in den USA ist inzwischen in Betrieb gegangen und läuft einwandfrei. „Wir sind mit der Leistung der Leantechnik- Getriebe sehr zufrieden“, sagt Ingenieur Markus Weß. „Bei künftigen Projekten werden wir auf sie zurückgreifen, wenn es die Vorgaben des Kunden erfordern.“( anm) ■