Wie Röchling Medical Pharma-Verschlusskappen herstellt

5. Oktober 2022

10:03

Röchling Medical setzt in einem 16-fach- und zwei 8-fach-Spritzgießwerkzeugen servomotorisch gesteuerte Ausschraubeinheiten von Servomold ein, um pharmazeutische Verschlusskappen aus Polypropylen (PP) herzustellen.

Aufgrund der langjährigen Zusammenarbeit hatte der Medizintechnikhersteller den Erbacher Experten für servoelektrische Automatisierungskonzepte frühzeitig in die Entwicklung eingebunden. Dadurch konnte das gesamte Projekt zügig gestartet und umgesetzt werden.

Lucas Meister, Projektleiter bei Servomold, erklärt: „Ausgangspunkt für diese erfolgreiche Zusammenarbeit waren einfache Handskizzen mit den gewünschten Maßen. Auch die Ausschraubeinheit für ein Einkavitäten-Prototypenwerkzeug hatten wir bereits geliefert. Dieses ähnelte im Design dem.“ spätere Serienwerkzeuge und war durch austauschbare Gewindekernhülsen und Standkerne für drei verschiedene Schraubverschlussgrößen geeignet.“

Werkzeugkonzept, Getriebelayout und der richtige Servoantrieb

Aus den gewonnenen Erfahrungen konnten direkt die möglichen Anlagengrößen und der grundsätzliche Aufbau der Ausschraubeinheiten abgeleitet werden. Für die Angebotserstellung berechnete Servomold auf dieser Grundlage die zu erwartenden Losbrechmomente zu Beginn des Abschraubens. Lucas Meister fährt fort: „Wir haben Einflussparameter wie die mechanischen, tribologischen und verarbeitungstechnischen Eigenschaften des zu verarbeitenden PP sowie die Geometrie der Kavitäten berücksichtigt. Diese und das gewählte Werkzeugkonzept waren dann unsere Grundlage für die Ermittlung der erforderlichen Anforderungen.“ Drehmomente als Grundlage für die Getriebeauslegung. Erst dann wählten wir den passenden Servoantrieb, bestehend aus Servomotor und Planetengetriebe, aus, der den Anforderungen des Kunden hinsichtlich Funktions- und Prozesssicherheit gerecht werden konnte. Der letzte Schritt der Angebotserstellung war um den passenden Servoregler und Servoverstärker zu koordinieren.“

Die kurz darauf erfolgte Auftragserteilung war der Startschuss für die intensive Zusammenarbeit zwischen den Konstruktionsteams von Servomold und Röchling. Dadurch war sichergestellt, dass die drei geplanten Spritzgussformen nahezu gleichzeitig fertiggestellt werden konnten. Nachdem Röchling den Entwurf genehmigt hatte, wurden die Komponenten bereits zwei Monate nach dem Erstkontakt gefertigt. Parallel dazu koordinierten die Beteiligten die Schnittstelle zwischen der Steuerung und der Spritzgießmaschine.

Thomas Meister, Geschäftsführer von Servomold, kommentiert: „Unsere Kunden sind immer wieder erstaunt darüber, wie viel Vorarbeit wir in die Angebotserstellung investieren. Diese gründliche Vorgehensweise braucht Zeit, zahlt sich aber im Laufe des Projekts mehr als aus. Unsere Erfahrung und Das unserer Kunden zeigt, dass es Überraschungen bei der Inbetriebnahme und im laufenden Betrieb erspart.“

Und Christopher Heyd, Leiter Werkzeugbau bei Röchling Medical, bestätigt: „Diese Betriebs- und Funktionssicherheit zeichnet sich in unserem Unternehmen seit dem ersten Einsatz einer Servomold-Ausschraubeinheit vor neun Jahren ab. Insgesamt verfügen wir daher bereits über 15 Stück.“ Heute im Einsatz befindliche Geräte. Neben dem Abschrauben von Kappen werden sie auch zur Durchführung von Schlittenbewegungen oder zum Drehen von Indexplatten verwendet. In keinem Fall ist die prognostizierte Leistung von der tatsächlichen Leistung abgewichen.“

Patentiertes, radialkraftfreies System

Servomold-Ausschraubeinheiten basieren auf einem patentierten System, bei dem der Antriebsstrang vom Gewindekern getrennt wird. Dadurch werden Antriebseinflüsse auf den Gewindekern vermieden und Montage und Wartung vereinfacht. Radialkräfte des Antriebsstrangs werden durch dünne Ringlager aufgenommen. Sie haben somit keinen Einfluss auf den Gewindekern, der sich – angetrieben über ein Keilwellenprofil und optimal konzentrisch geführt durch vorgespannte Kugelkäfige – durch eine Führungsmutter aus Messing hin und her bewegt. „Dank dieser patentierten Konstruktion des Abschraubsystems“, so Thomas Meister, „erzielen wir sehr hohe Standzeiten, minimieren den Verschleiß und sorgen so für eine hohe Zuverlässigkeit und Effizienz.“

Hierzu tragen auch weitere konstruktive Weiterentwicklungen bei, etwa hochpräzise gefertigte Getriebekomponenten mit sehr engen Zahnbreitentoleranzen und optimierter Profilkorrektur. Meister weiter: „Ergebnis dieser Vielzahl konstruktiver Maßnahmen ist ein sehr hoher Anlagenwirkungsgrad durch die Vermeidung von Reibung, die neben Drehmomentverlusten im schlimmsten Fall zu Schäden an den Gewindekernoberflächen führen könnte sowie die Konsistenz und Reproduzierbarkeit des Prozessablaufs werden erhöht.“

5. Oktober 2022

10:03