Reflektoren spritzgießen und montieren

Automatisierung flexibel gestaltet

Geliefert wurde nicht nur eine schnell umrüstbare Montageautomation, sondern auch Know­how für deren effiziente Nutzung sowie die Begleitung bei der Nullserie und darüber hinaus.

Die sprichwörtlich besten Freunde des Menschen, also Hunde und Katzen leben mitunter ebenso gefährlich wie ihre Halter. Im Straßenverkehr kann man übersehen werden, besonders, wenn man nachtaktiv ist. Beim Bummel durch den Garten warten allerlei Parasiten, die beim Blut saugen Krankheiten übertragen können. Um dem nicht schutzlos ausgeliefert zu sein, bedarf es einiger Hilfsmittel, beispielsweise imprägnierte Halsbänder mit reflektierenden Oberflächen. Sie sind Stand der Technik, jedoch in vieler Hinsicht nicht optimal. Verbesserung verspricht ein neues Halsband­System. Es besteht aus einem Kunststoff­-Halsband, das Anti­-Parasiten­-Wirkstoffe speichert und kontinuierlich in geringer Dosis an Haut und Haare des Tieres abgibt. Als Alternative zur Reflexionsbeschichtung werden Hochleistungs-­Reflexions­-Clips aus Kunststoff angebracht. Sie werden aus drei Einzelteilen automatisch montiert. Die Anlage samt Peripherie montiert bis zu 45 Reflektorclips pro Minute und lässt sich schnell zwischen zwei Größenvarianten umrüsten.

Worum geht es? Einerseits um einen wirksamen Langzeitschutz vor Hautparasiten, wie Zecken und Flöhe, gleichzeitig um einen möglichst guten Schutz im öffentlichen Verkehr. Dazu muss das Tier gesehen werden. Um diese beiden Anforderungen auf möglichst kleinem Raum miteinander kombinieren zu können, haben die Unternehmen Bayer Animal Health und der Kunststoff­-Reflektorhersteller Ultra­-Reflex ein neues, zum Patent angemeldetes, Halsbandsystem entwickelt. Es besteht aus einem PVC­Halsband, in dessen Matrix Insektizide eingelagert sind. Die Wirkstoffe werden in Wechselwirkung mit dem Fettfilm auf Haut und Haaren des Tieres und den Bewegungsreibungen fein dosiert abgegeben. Ein wichtiger Funktionsaspekt für die gleichmäßige Übertragung und geringe Dosierung der Wirkstoffe ist, dass dafür die gesamte Halsbandfläche genutzt werden kann. Auch soll der Querschnitt des Bandes, das ja als Wirkstoffdepot fungiert, nicht von anderen Werkstoffen wie Reflexionsbeschichtungen eingeschränkt werden. Die Lösung fand sich in speziellen Reflektor-­Clips aus Kunststoff, beispielsweise aus PC oder PMMA. Sie bestehen aus einem speziell geformten Hochleistungsreflektor samt U­-förmigem Halteclips. Der Reflektor ist aus drei, im Winkel von 60 Grad zueinander angeordneten Teilflächen zusammengesetzt. Diese Anordnung und die hohe Reflexionsleistung ermöglichen es laut Hersteller, dass nur drei bis vier derartige Clips auf dem Halsband eine allseitige Rückstrahlung von Licht gewährleisten. Und die somit nur drei bis vier erforderlichen Haltebügel reduzieren die wirkstoffaktive Auflagefläche des Halsbandes kaum.

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Der Reflektor ist eine Gruppierung von Präzisions­-Tripelprismen, deren Anordnung bewirkt, dass einfallendes Licht in Richtung der Lichtquelle reflektiert wird. Die Reflektor­-Clips bestehen aus dem Rückstrahler, einer Basisplatte und einem beweglich verbundenen, U­förmigen, Haltebügel zur Fixierung der Reflektoreinheit auf dem Halsband. Als besonderer Sicherheitsaspekt wurde der Haltebügel so konstruiert, dass er beim Schließen in der Basisplatte unlösbar einrastet. Dies stellt sicher, dass kein Reflektor vom Halsband abfallen oder werkzeuglos entfernt werden kann. Ein eventuelles Verschlucken durch spielende Kindern oder Haustiere ist somit ausgeschlossen.

Vom Spritzgussteil zum Reflektor­-Clips

Bauteilentwicklung und Spritzgießen der Reflektor-­Komponenten waren und sind das Kerngeschäft von Ultra­-Reflex, nicht jedoch die Montageautomation. Dafür wurde die Hahn Automation ins Boot geholt, denn die Montage der Bauteile erwies sich als anspruchsvoller, als zunächst angenommen. Im Laufe des Projekts waren auch am Spritzgießprozess noch einige Hausaufgaben abzuarbeiten. Eine Überraschung waren die anfänglich relativ häufigen Störungen beim Teilefluss in der Montagemaschine durch die elektrostatische Aufladung der als Schüttgut an die Montagemaschine angelieferten Kunststoffteile.

Zentrale Einheit der Montage ist eine Mastercell mit 6­Stationen­Rundtakttisch. Diese Einheiten sind standardisierte und aus einem Modulbaukasten konzipierte Bearbeitungszellen, die sich an die jeweilige Bearbeitungsaufgabe flexibel anpassen lassen. Im konkreten Fall wurde sie mit Peripheriegeräten, wie einer Schlauchbeutelanlage zur Verpackung der Verkaufslose und einem Boxenserver zur Großmengen­Konfektion kombiniert.

Sortiertöpfe mit Linearzuführungen bringen die drei Einzelteile Grundplatte, Haltebügel und Reflektor in dieser Reihefolge den entlang des Rundtisches angeordneten Montagestationen zu. Hier werden pro Arbeitstakt des Rundtisches jeweils drei Formteile von Manipulationseinheiten eingelegt und bearbeitet. Die Arbeitsfolge beginnt mit dem Einlegen der Grundplatte, in Station 2 wird der Haltebügel einseitig ins Scharnier der Grundplatte eingesetzt, in der nächsten Station der Reflektordeckel mit sehr engem Passungsspiel aufgesetzt. In Station 4 werden Deckel und Grundplatte mit Ultraschall verschweißt. Der Haltebügel bleibt dabei frei beweglich. Station 5 prüft die Vollständigkeit der drei Clips. Schließlich entnimmt ein Handlinggerät in Station 6 die drei fertigen Reflektorclips und legt sie auf ein Förderband, das jeweils eine Dreier­Einheit an die Schlauchbeutelmaschine weiterleitet.

Der Arbeitstakt dauert vier Sekunden, es entstehen also 45 komplett montierte Reflektoren pro Stunde. Nach dem Verpacken wird gewogen und damit die Vollständigkeit der Packungseinheit geprüft. Die fertigen Teiletütchen gleiten per Förderband zum Boxenserver, wo sie in einer einstellbaren Menge in Transportboxen gespeichert werden. Alle Arbeitsstationen der Anlage sind flexibel und leicht umrüstbar gestaltet. So ist jede Formteilaufnahme drehbar und die Software der Ultraschall­-Schweißanlage umschaltbar, sodass mit minimalem Aufwand zwischen den beiden Reflektorgrößen umgerüstet werden kann.

Einstieg in die Baugruppenmontage

Anlässlich der Anlagenübergabe zogen die Projektpartner eine Bilanz der Zusammenarbeit. Für den Entwickler und Spritzgießer bedeutet diese Montageanlage den Einstieg in eine bis dahin neue Produktionssparte. Da das Unternehmen diesbezüglich auf keine Erfahrungen zurückgreifen konnte, war es besonders wertvoll, dass sich die Hahn Automation die Produktion über die Null­Serie und darüber hinaus begleitete, die Anlage sechs Monate betrieb und in dieser Zeit produziert hat. Das habe den Druck aus dem Projekt genommen. So wurden die Erstaufträge sicher abgearbeitet, dabei Erfahrungen gesammelt.

Der Beitrag basiert auf einem Manuskript von Reinhard Bauer.

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