03.03.2020

Zahnstangengetriebe ermöglichen innovatives Druckverfahren

Dynamisch dekoriert

Ob Deo-Roller, Kosmetiktuben oder Trinkgläser: Täglich kommt man mit Gegenständen in Berührung, deren Oberflächen im Siebdruckverfahren veredelt wurden. Um sich optisch von anderen Produkten abzuheben, sollen es heute möglichst bunte oder sogar metallisierte Dekore sein. In der neuesten Variante eines solchen Verfahrens sorgen hochgenaue Zahnstangengetriebe für eine präzise Übertragung der Druckbilder.


Bild: Leantechnik AG

Der Maschinenbauer Isimat ist auf Anlagen für die Bedruckung dreidimensionaler Artikel spezialisiert. Für den Siebdruck auf Kunststofftuben hat das Unternehmen ein Verfahren entwickelt, bei dem in einem Durchgang eine metallisierte Schicht mit einem darüber liegenden Dekor im Sieb- oder Flexodruck auf das Produkt aufgebracht werden. Bisher gab es für diese Druckaufgaben nur das Heißprägeverfahren. Das Inline-Foiling-Verfahren von Isimat bietet aber verschiedene Vorteile, denn es arbeitet ohne Hitze und die metallisierten Flächen können beliebig bedruckt und eingefärbt werden. Soll eine Tube eine grüne Metallisierung erhalten, wird einfach die spezielle Silberfolie in der nächsten Druckstation mittels Sieb- oder Flexodruckes farblich überdruckt. Der Dekorateur ist dadurch sehr flexibel und kann Material- bzw. Energiekosten einsparen. Ein weiterer Vorteil ist die höhere Farbgenauigkeit. Man kann den Farbton selber steuern, was beim Heißprägen kurzfristig nicht mehr möglich ist.

Rundumdruck und Dekoration

Inzwischen gibt es eine neue digitale Variante des Verfahrens, die Verbesserungen mit sich bringt. So ist etwa eine lückenlose 360°-Bedruckung von Artikeln möglich. Zudem sind die Einheiten für einzelne Verfahrensschritte kompakter geworden. Bislang wurde der Kleber für die Folie in einer vorgelagerten Station aufgebracht. Diese lässt sich jetzt einsparen, denn der Kleber wird nun direkt in der Foliereinheit aufgebracht. Die Dekore können im Siebdruck, Flexodruck oder neu auch im indirekten Digitaldruck auf Artikel selbst oder auch auf die metallisierte Schicht aufgebracht werden. Letzterer wird mit einer Übertragungseinheit aufgebracht, die die eingesparte Station ersetzt. Für die exakte Führung der neuen Einheit sorgen Lifgo-Zahnstangengetriebe von Leantechnik. Sie passen sich gut in den engen Bauraum der Maschinen ein. Darüber hinaus bietet das Baukastenprinzip der Zahnstangengetriebe hohe Flexibilität. Die Kombination aus Antrieb und Führung, bei der sich auch mehrere Getriebe hintereinander schalten lassen, sei in dieser Kompaktheit nirgendwo sonst auf dem Markt zu finden, so der Anwender. Es wurden zwar auch andere in Erwägung gezogen, dann aber wieder verworfen. Ein Spindeltrieb kam z.B. aufgrund der Platzverhältnisse nicht in Frage und auch eine Eigenkonstruktion aus Führungsschiene, Ritzel und Zahnstange hätte mehr Bauraum beansprucht.

Robust und dynamisch zugleich

Isimat setzt im digitalen Inline-Foiling-Verfahren und im indirekten Digitaldruck die Zahnstangengetriebe der Baugröße Lifgo 5.0 ein. Sei nehmen Hubkräfte bis 2.000N aufnehmen und erreichen Hubgeschwindigkeiten bis 3m/s. Beide Eigenschaften waren bei der Umsetzung wichtig, da die Getriebe an zwei unterschiedlichen Positionen in den Übertragungseinheiten zum Einsatz kommen: Sie führen bzw. positionieren die Walze zum Übertragen des Dekors auf den Artikel und müssen dabei den hohen Anpresskräfte langfristig standhalten. Zudem treiben die Getriebe die Umlenkrollen an und richten die Folie damit präzise für den Übertragungsvorgang aus. Auf die Umlenkrollen wirken nur geringere Anpresskräfte, sie bewegen sich dafür aber deutlich dynamischer. Bei der Auswahl der passenden Zahnstangengetriebe wurde Isimat von Leantechnik beraten. Empfohlen wurden Lifgo5.0-Getriebe in der sogenannten Excenter-Bauweise, deren Zahnflankenspiel sich individuell an jede Anwendung anpassen lässt. Das ermöglicht eine flexible Walzen- und Rollenführung und garantiert die exakte Dekoration. Der Getriebehersteller riet dem Maschinenbauer auch zum Einsatz von gehärteten Zahnstangen, um einen übermäßigen Verschleiß zu vermeiden. Der wäre ansonsten unvermeidlich, da die Übertragungswalzen in den Maschinen teils nur geringe Hübe ausführen und sich deshalb meist dieselben Getriebezähne im Eingriff befinden.

Fit für viele Anwendungen

Lifgo-Zahnstangengetriebe können durch die vierfache Rollenführung hohen Querkräften standhalten und Traglasten bis 25.000N aufnehmen. Sie wurden für Anwendungen entwickelt, in denen schnelle und präzise Hubbewegungen ausgeführt werden müssen. Die Getriebe sind in fünf verschiedenen Ausführungen mit jeweils vier Baugrößen lieferbar. In Hubsäulen und Hubtischen werden sie ebenso verbaut wie in Palettier- und Zuführeinrichtungen oder in Pick&Place-Anlagen. Im Rahmen eines Baukastensystems können sämtliche Zahnstangengetriebe miteinander kombiniert werden. Auch eine Verbindung mit den Getrieben der LeanSL-Familie ist möglich. Diese Getriebe sind mit einer rundgeführten Zahnstange ausgestattet und eignen sich für einfache synchrone Hubaufgaben ohne Querkraftaufnahme.

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