Neue Spritzgießmaschinen-Generation für Verschlüsse

Noch schneller, stabiler und effizienter: Engel hat die vollelektrische Spritzgießmaschinenbaureihe E-Cap für Getränkeverschlüsse komplett überarbeitet.

„Seit 2010 haben sich die Anforderungen an Getränkeverschlüsse stark verändert“, erklärt Friedrich Mairhofer, Produktmanager für vollelektrische Spritzgießmaschinen von Engel, weshalb die kontinuierlichen Weiterentwicklungen der E-Cap jetzt in einer neuen Maschinengeneration aufgehen. Eine zentrale Rolle spielt das kontinuierlich gesunkene Teilegewicht. „Für stille Wasser werden heute Verschlüsse mit einem Gewicht von deutlich unter einem Gramm produziert“, so Mairhofer. Entsprechend nahmen die Kühl- und damit die Zykluszeiten immer weiter ab. Lagen die Zykluszeiten laut Mairhofer vor zehn Jahren noch bei 2,5 s, müssen Verschlussmaschinen heute im 2-Sekunden-Takt und schneller produzieren können. Bei der Entwicklung der neuen Maschinengeneration galt das Hauptaugenmerk deshalb zum einen der Performance und zum anderen der Stabilität. Die neue E-Cap erreicht noch schnellere Schließ- und Öffnungsbewegungen der Werkzeuge und ist mit einem noch stabileren Maschinenbett auf häufigere Lastwechsel ausgelegt.

Eine E-Cap 2440/380 stellt die neue Leistungsstärke der Baureihe mit der Herstellung von 29/25-Verschlüssen in einem 96-fach-Werkzeug von Plastisud unter Beweis. Das Schussgewicht liegt bei 1,3 g pro Kavität und die Zykluszeit bei unter 2 s. Verarbeitet wird dabei ein HDPE von Borealis/Borouge. Die Anlage ist mit einer kameraunterstützten 100-Prozent-Qualitätskontrolle von IMD Vista und einem Trockenluftsystem von Eisbär ausgestattet. Weitere Systempartner sind Piovan, Packsys Global und PSG. 

Der verstärkte Rahmen und die verstärkten Werkzeugaufspannplatten der neuen E-Cap stellen auch bei extrem kurzen Zyklen und sehr kleinen Schussvolumina eine sehr hohe Stabilität der Maschinenbewegungen sicher. Das Ergebnis ist eine sehr gute Abformgenauigkeit und damit ein hohes Maß an Gutteilen.

Die kurzen Trockenlaufzeiten von zum Beispiel 1,3 s bei der E-Cap 380 sowie die bereits von Beginn an im Standard enthaltenen Parallelbewegungen leisten wichtige Beiträge, Zykluszeiten von unter 2 s zu erzielen. Das Auswerfen findet parallel zur Werkzeugöffnung statt. Neu ist, dass die Auswerfer bei Bedarf Verstärkung durch einen zuschaltbaren hydraulischen Booster erhalten. Damit stellt Engel sicher, dass sowohl in der laufenden Produktion als auch beim Anfahren nach einer Produktionsunterbrechung die Maschine mit der jeweils bestmöglichen Effizienz arbeitet.

Während in der laufenden Produktion die Verschlüsse beim Auswerfen noch nicht vollständig abgekühlt und sehr leicht zu entformen sind, müssen die Auswerfer in Stoppsituationen mehr Kraft aufwenden, um die bereits in der Form abgekühlten Verschlüsse zu lösen. Da Produktionsunterbrechungen selten sind, ist es effizienter, die Antriebe hydraulisch zu verstärken als die Maschine generell mit leistungsstärkeren Auswerferantrieben auszurüsten. Hohe Kräfte nur dann, wenn sie tatsächlich benötigt werden – so lautet die Devise des österreichischen Maschinenbauers.

Die neue E-Cap-Generation wird mit zwei unterschiedlichen Auswerferantriebstechnologien angeboten. Im Standard arbeitet die Maschine mit hydraulischen Auswerfern. Optional sind servoelektrische Antriebe verfügbar, die rund 10 % weniger Energie benötigen.

Die Plastifiziereinheit wurde im Zuge der E-Cap-Weiterentwicklung komplett neu aufgesetzt, denn auch die Eigenschaften der zu verarbeitenden Materialien haben sich verändert. Die Rohstoffhersteller haben die Materialien an die niedrigeren Verschlussgewichte angepasst. So liegt für Carbonated Softdrink (CSD) Verschlüsse der Melt-Flow-Index (MFI) heutiger HDPE-Typen zwischen 0,8 und 1,4 g/10 min. Bei sehr kurzen Zykluszeiten sind besonders hohe Plastifzierleistungen gefordert. Engel hat das Drehmoment des Dosierantriebs entsprechend erhöht und gezielt für die Verschlussherstellung sowohl eine neue Plastifizierschnecke als auch eine neue hochverschleißbeständige Ring-Rückstromsperre entwickelt.

Beide Produkte gehören zum Standardumfang der neuen E-Caps. Mit ihrem neuen Design verarbeitet die Barriereschnecke schwerfließendes HDPE auch bei hohen Durchsätzen besonders schonend und stellt eine sehr gute Aufschmelzrate und Homogenität der Schmelze sicher. Damit leistet sie einen weiteren Beitrag zur hohen Prozessstabilität und Wiederholgenauigkeit der Spritzgießmaschinen.

Die präsentierte E-Cap 380 arbeitet im Schnelllauf mit einem spezifischen Energieverbrauch von 0,37 kWh pro Kilogramm verarbeitetem Granulat. Zu dieser hohen Energieeffizienz trägt vor allem die vollelektrische Antriebstechnik der Maschinen bei. Hinzu kommt die Rückspeisung von Bremsenergie, die das Auftreten teurer Leistungsspitzen zuverlässig verhindert. Dank des sehr hohen Wirkungsgrads der eingesetzten Antriebe benötigen die E-Cap-Maschinen zudem nur ein Minimum an Kühlwasser.

Auch Sauberkeit ist ein wesentliches Merkmal der Baureihe. Mit einem gekapselten Kniehebel und einer sehr sauberen Linearführung der beweglichen Aufspannplatte erfüllen die E-Cap Maschinen sicher die Anforderungen der streng regulierten Produktion in der Lebensmittelindustrie.

Die neue E-Cap ist in den Baugrößen 220, 280, 380 und 420 mit Schließkräften von 2.200 bis 4.200 kN verfügbar.

sk