Einfach erklärt ist ein Hohlwellenmotor eine spezielle Servo-Antriebseinheit, die in der Mittelachse des Motors eine Durchgangsöffnung aufweist, um eine Antriebsspindel aufzunehmen, die eine rotative in eine lineare Bewegung umsetzt. Anbauteile und Bauraum konnten auf diese Weise gespart werden, die Maschinen des Herstellers Arburg, in die diese Art der Motoren integriert wurden, konnten wesentlich kompakter aufgebaut werden. Vor allem für den mechanischen Antrieb zum Vorschub der Werkzeugbewegung, also der Bewegungen der Schließeinheit an den Spritzgießmaschinen, kommen die Hohlwellenmotoren von AMKmotion bis heute zum Einsatz. Um bis zu einem Drittel platzsparender werden die SKT-Motoren vor allem dadurch, dass die Antriebsspindel in den Motor ein- bzw. durchtaucht. Das sorgt für eine sehr kompakte Bewegungstransformation.
Die Hohlwellen-Technologie ist eine effiziente Alternative zu pneumatischen oder hydraulischen Antrieben. „Das Hirn dieses Servoantriebs“, so drückt es Marc Scheer, Head of Key Account Management bei AMKmotion, aus, „ist der Multiturn-Absolutwertgeber. Über ihn lassen sich unterschiedliche Drehzahlen so feinfühlig realisieren, dass die jeweils notwendigen Wegstrecken der Servomotoren hochgenau definier- und anfahrbar werden. Über den Absolutwertgeber kann das Antriebssystem auf den Punkt genau bewegt werden, wobei sich die einmal angefahrenen und festgelegten Positionen auch speichern lassen. Nach dem Wiedereinschalten der Maschinen weiß der Geber sofort, an welcher Position er steht. Der Vorteil dabei: Es ist keine weitere Messtechnik für die Linearbewegung notwendig. Ein Energieeinsatz ist nur für die Bewegung selbst erforderlich, was den Hohlwellenmotor durch eine exakt mögliche Betriebspunktauslegung wirtschaftlich und effizient werden lässt.“
Die leistungsstarken Servomotoren für den Einsatz bei Arburg, sollten einen möglichst geringen Platzbedarf innerhalb der Maschinen haben und daher entsprechend kompakt gebaut sein. Hinzu musste eine optimale Kühlung für eine möglichst lange Lebensdauer kommen. Servoantriebe konnten damals auch einige Mitbewerber von AMKmotion. Auf die konstruktiven Anforderungen von Arburg einlassen wollten sich aber nur die Antriebs- und Automatisierungs-Spezialisten aus Kirchheim unter Teck.
In die Maschinen „hineindesigned“
Die aus der Zusammenarbeit mit Arburg resultierende zweite Motorengeneration wurde dann sozusagen in die Maschinen „hineindesignt“, dadurch in ihren Leistungsstufen auch skalierbar und auf die Baugrößen der Allrounder von Arburg genau anpassbar. Die entstehende Motorwärme wird bei der Flüssigkeitskühlung unmittelbar dort abgeführt, wo sie entsteht, und kann weiterverwendet werden, bspw. zur Beheizung anderer Verbraucher und Räumlichkeiten. Das erhöht die Lebensdauer der Hohlwellenmotoren nachhaltig. Alles in allem durch Abwärmenutzung und verlängerte Laufzeiten gleich mehrfach effizient.
Flüssigkeitsgekühlte Servoumrichter
Auch der zweite Schritt zur Entwicklung der kompakten Hohlwellenmotoren, die Realisierung flüssigkeitsgekühlter Servoumrichter, war in erster Linie der weiteren Optimierung des Platzbedarfs geschuldet.
Durch die genannten Produkteigenschaften sowie das Prinzip, höchste Leistungsfähigkeit mit kompakten Außenabmessungen zu kombinieren, sind die Hohlwellenmotoren auch für Kunden von AMKmotion aus anderen Maschinenbaubranchen sehr interessant. Das gilt etwa für Druckgussmaschinen, Pressen aller Art oder auch Sonderanwendungen wie z. B. Drehdurchführungen. Hohe Lasten lassen sich bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten hochgenau bewegen, wie z. B. bei elektrischen Pressen. Für diese Einsatzfälle müssen die Motoren nicht zwangsläufig flüssigkeitsgekühlt werden, es kann auch eine Konvektionskühlung sein.
Der praktische Einsatz dieser Motoren- und Umrichter-Generation in den Allrounder-Spritzgießmaschinen von Arburg verläuft bislang sehr erfolgreich und problemlos. Michael Kaupp, in der Software-Entwicklung bei Arburg tätig und schon lange in die Entwicklungspartnerschaft zwischen beiden Unternehmen integriert, ist sich deshalb ziemlich sicher: „Potenziale zum Einsatz solcher Antriebssysteme sind auch bei Arburg noch weitere vorhanden.“ (hw)
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