Nicht nur im Flugzeug-, Automobil- und Sportgerätebau, auch in weniger offensichtlichen Branchen wie dem Maschinen- und Anlagenbau können Leichtbaulösungen mit einem intelligenten Materialmix Mehrwert generieren und einen Wettbewerbsvorteil schaffen. Beispielhaft hierfür hat die LZS GmbH nun ein Entwicklungsprojekt mit der Romaco Kilian GmbH abgeschlossen, einem der global führenden Anbieter von Tablettenpressen.

Bei Tablettierungsanlagen sind unter Umständen mehrmals täglich Werkzeugwechsel nötig. Üblicherweise erfolgt dies über eine anlagenintegrierte Aushebevorrichtung, für diese muss allerdings Bauraum im Inneren der Maschine vorgehalten werden. Eine Alternative besteht in der Verwendung einer fahrbaren Aushebevorrichtung, diese stellt aber durch begrenzte Platzverhältnisse und empfindliche Anlagenteile hohe Anforderungen an das Personal.

Geplante Lösung

Um Bauraum zu sparen und gleichzeitig den Werkzeugwechsel zu optimieren, entwarf Romaco Kilian das Konzept einer Kranbahn, die in die Tablettierungsanlage eingehängt werden kann. Damit wird das Werkzeug aus der Anlage gefahren und dann auf einem Hubwagen abgesetzt. Mit dem Entwicklungsauftrag trat Romaco Kilian an die LZS GmbH heran. Bereits die Eckdaten waren anspruchsvoll: Damit ein einzelner Angestellter die Kranbahn handhaben kann, war eine maximale Eigenmasse von 9 Kilogramm gefordert – bei einer Traglast von 600 Kilogramm. Gleichzeitig sollte die Bahn sehr steif sein, um unbeabsichtigte Bewegungen des Werkzeugs zu vermeiden.

Praktische Umsetzung

Zunächst verglichen die LZS-Fachleute unterschiedliche Materialien und Bauweisen in einer numerischen Variantenstudie. Dabei stellte sich CFK als leistungsfähigste Werkstoffoption für die Kranbahn heraus – sowohl im Hinblick auf die Festigkeit der Struktur als auch auf die Steifigkeit, die sich durch die gezielte lokale Anordnung der Fasern anpassen lässt.
In der Vorauslegung wurden unterschiedliche Bauweisen im Hinblick auf Kosten, Montage- und Fertigungsaufwand sowie auf den Leichtbaugrad verglichen. Die Ergebnisse mündeten in ein Konzept auf Basis einer integralen faserverbundintensiven Hybridbauweise aus CFK und metallischen Lasteinleitungselementen. Dem folgten Detailkonstruktion und -auslegung sowie die Fertigung und Prüfung erster Prototypen.

Schneller Erfolg

Es war eine herausfordernde Aufgabe, eine einteilige Aushebe-Vorrichtung für das Presswerkzeug einer schnell laufenden Tabletten-Pressmaschine zu entwickeln, die von einer Person montiert und demontiert werden kann. Durch die Bündelung aller Entwicklungskompetenzen bei der LZS GmbH konnte sie in nur drei Monaten realisiert werden. Da die Montage nun in nur einem Arbeitsschritt möglich ist, verringert sich bei jedem Werkzeugwechsel teure Stillstandzeit, was die Produktivität der Anlage signifikant steigert.

 

Dieser Beitrag ist im Magazin des Carbon Composites e.V. in der Ausgabe 02.2019 erschienen.

Einsatzbereiter CFK-Kranbahn-Träger vor der Übergabe an den Kunden