Problem

Das System mit der Bezeichnung "Autocap RT" wird in Dromont-Dosiermaschinen eingesetzt und hat die Funktion, den Dosierkopf der Maschinen nach jedem Dosiervorgang automatisch zu schließen. Somit sind die Düsen mit der darin verbleibenden Flüssigkeit am Ende der Dosierung vor dem Austrocknen geschützt. Beim nächsten Dosierbefehl öffnet das System den Kopf dann wieder automatisch. Der Verschluss erfolgt durch die Bewegung einer speziellen Kappe, die mit einem Befeuchtungssystem ausgestattet ist. Diese wird unter dem Düsenbereich des Dosierkopfes angebracht, um eine geschlossene und feuchte Umgebung zu schaffen. Der Inhalt wird flüssig gehalten, während eine Dichtung um den Rand des Kopfes gepresst wird. Dadurch wird eine geeignete Dichtung geschaffen, die die Zerstreuung der so geschaffenen feuchten Atmosphäre verhindert.

Die Dromont-Automaten, in denen das System verwendet wird, werden in unterschiedlichen Bereichen eingesetzt:

• in öffentlich zugänglichen Geschäften und Einkaufszentren (z.B. Farbengeschäfte, Brico und verschiedene Baumärkte)
• in industriellen Umgebungen als eigenständige Dosiergeräte
• in industriellen Umgebungen als Komponenten von Dosiersystemen

In allen Fällen liegen die Betriebsbedingungen im Allgemeinen in einem Umgebungstemperaturbereich von 15°C bis 30°C und in einer potenziell schmutzigen Atmosphäre, die zumindest im Inneren der Maschine leicht Feinstaub enthalten kann.

Des Weiteren mussten folgende Herausforderungen bewältigt werden: 

• vertikale Verschiebung und horizontale Bewegung mit einem einzigen Antrieb
• Ermöglichung einer möglichst effektiven und gleichmäßigen Abdichtung bei geschlossenem Kopf
• schnelle Betätigung (weniger als 1 Sekunde)
• sehr geringe Betätigungskraft
• einfache Einstellung während der Installation
• völliges Fehlen von Wartungsarbeiten
• Zuverlässigkeit über die gesamte Lebensdauer der Maschine (mehr als 10 Jahre)
• geringe Gesamtabmessungen
• Geräuschlosigkeit
• niedrige Kosten

Lösung

Der Gewindetrieb ist das Herzstück des Systems. Die hohe Reversibilität, die durch den hohen Wirkungsgrad und Steigungswinkels des dryspin Gewindes ermöglicht wird, machte es möglich, einen einzigen Aktuator für die beiden Einrastbewegungen zu verwenden. Somit ist ein vertikales Lösen der Kappe vom Kopf  und horizontales Entfernen der Kappe aus dem Dosierbereich möglich. Die Gewindespindel und Mutter werden mit vertikaler Translation betätigt, um je nach Ausführungsphase eine gemeinsame vertikale Bewegung oder eine Drehung der Spindel um ihre eigene Achse zu erreichen. Die Trennung der beiden Phasen der Translation und Rotation wurde durch einen Mitnehmer aus iglidur J erreicht, der fest mit der dryspin Spindel verbunden ist. Geleitet wird sie in einer "L"-Führung, deren vertikale und horizontale Abschnitte jeweils nur die vertikale Translation oder die Rotation der dryspin Spindel zulassen. Auf diese Weise war es möglich, mit einem einzigen, sehr einfachen Linearantrieb zwei völlig unterschiedliche Bewegungen zu erzielen, sowohl was die Art als auch was den Drehmoment betrifft.

Die Verwendung der igus Komponenten war unerlässlich, um:

• die Betätigung in zwei getrennten Phasen Translation-Rotation mit einem einzigen Aktuator zu ermöglichen, anstatt auf zwei getrennte Aktuatoren oder eine schraubenförmige Betätigung zurückgreifen zu müssen, was zu verschiedenen zusätzlichen Problemen geführt hätte: Kosten, Behinderung der Handhabung, Notwendigkeit der Schmierung, usw.
• die erforderliche Betätigungskraft sehr gering zu halten (weniger als 800 g), was die Verwendung eines Aktuators mit sehr geringer Leistung und sehr kleinen Abmessungen ermöglicht. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da das System in dem kleinen Raum untergebracht werden muss, der im Inneren der Maschinenkuppel zur Verfügung steht.
• die gesamte Bewegung des Kopfverschlussträgers (Kappe) mit einem sehr kurzen Betätigungshub auszuführen ist: der Gesamthub des Linearantriebs beträgt 18 mm, von denen 8 mm für die vertikale Verschiebung und 10 mm für die 45°-Drehung des Kappenträgers verwendet werden
• die Gesamtabmessungen des gesamten Systems extrem kompakt zu halten
• dank der extremen Kompaktheit der Kinematik des Systems eine extrem schnelle Betätigung zu erreichen (etwa 0,5 Sekunden für den gesamten Öffnungs-Schließ-Hub)

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