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TGW baut Intralogistik für Mekonomen100 Shuttles in vier Gassen

Mekonomen Marke Promeister für Ersatzteile

Der skandinavische Autoteile-Händler Mekonomen beauftragte den Systemintegrator TGW mit der Planung, Montage, Inbetriebnahme und Instandhaltung einer neuen Intralogistiklösung.

 

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Kunststoff-FörderkettenKünftig bessere Ketten

Neue Werkstoff- und Designlösungen für mehr Leistung von Kunststoff-Förderketten
Kunststoff-Förderketten: Künftig bessere Ketten
Gemeinsam arbeiten DuPont, Iwis Antriebssysteme und die TU Chemnitz an gestalterischen und werkstofflichen Weiterentwicklungen, um Leistungsfähigkeit und Anwendungsspektrum polymerer Förderketten auszudehnen. Die Ergebnisse der bisherigen Untersuchungen bestätigen: Festigkeit und Steifigkeit von Kunststoff-Gleitketten lassen sich mit konstruktiven und werkstofflichen Maßnahmen deutlich steigern.

Förderketten aus leichten, multifunktionalen, kostengünstig spritzgegossenen Kunststoffteilen substituieren zunehmend schwere, in der Fertigung teure und aufwendig zu montierende Metallkonstruktionen. Sie erfordern geringere Antriebsleistungen und laufen bei geeigneter Werkstoffpaarung auf Dauer leise, schmierungsfrei und zugleich wartungsarm. Förderketten aus Stahl sind vergleichsweise schwer und benötigen entsprechend groß dimensionierte, teure Antriebe mit hohem Energieverbrauch. Für deren Einsatz sprechen zurzeit noch die hohe Belastbarkeit und ihr günstiges, auf externer Schmierung basierendes Gleitverhalten. Erkauft werden diese Eigenschaften jedoch mit einer aufwendigen Herstellung vieler Einzelteile samt ihrer zeit- und kostenintensiven Montage sowie mit begrenzter Chemikalienbeständigkeit und Korrosionsfestigkeit.

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Weitere Beiträge zuFörderketten

Ketten aus chemisch hoch beständigem Kunststoff bieten eine Reihe signifikanter Vorteile gegenüber Metallausführungen. Sie sind bis 40 Prozent leichter als vergleichbare Metallketten und lassen sich daher ressourcenschonend betreiben. Das Spritzgießen ihrer Einzelteile ermöglicht die Integration vieler Funktionen in einem Arbeitsschritt; entsprechend gering ist der Montageaufwand. Beachtlich ist auch die gegenüber Metallketten bis 80 Prozent geringere Geräuschentwicklung im Betrieb. Fördereinrichtungen mit Kunststoffgleitketten haben deshalb in vielen Industriezweigen Vorteile. Am weitesten verbreitet sind sie in der Lebensmittel-, Getränke- und Verpackungsindustrie, wo der mögliche Verzicht auf Schmiermittel und der geringe Abrieb entscheidende Argumente sind. Typische Beispiele für solche Ausführungen sind Flexon-Kunststoff-Scharnierband- und -Mattenketten von Iwis Antriebssysteme.

Kunststoffe und Metalle ergänzen einander

Bei den derzeit gängigen Kunststoffketten haben sich Polyacetale (auch Polyoxymethylen, POM), wie Delrin von DuPont, als ein für die Kettenglieder bevorzugter Werkstoff etabliert. Er kombiniert hohe Steifigkeit und Festigkeit mit hoher Dimensionsstabilität auch in feuchter Umgebung und sehr guten Reibungs- und Verschleißwerten. Spezifische Additive und Zuschlagstoffe verbessern dabei bestimmte anwendungsspezifische Eigenschaften.

Kunststoff-Kettenelemente, die die Traglast ableiten und zugleich die Zuglast übertragen, sind über Stahlbolzen miteinander verbunden. Bei Einsatz eines weiteren Kunststoff-Kettenelements, des Pins, resultiert in Verbindung mit dem Kettenbolzen ein kardanisches Gelenk, das eine horizontale und vertikale Beweglichkeit bei relativ hoher Zugfestigkeit ermöglicht. Dabei können sowohl für die Elemente, die die Traglast ableiten, als auch für die Pins technische Kunststoffe wie Delrin POM oder Zytel PA von DuPont eingesetzt werden. Das Profil, meist Aluminium, das die Kette führt, stützt und auf seiner Unterseite zurückführt, ist mit Kunststoff-Gleitschienen bestückt.

Angesichts zunehmend komplexer Anforderungen, unter anderem hinsichtlich höherer Kettenzugkräfte, Geschwindigkeiten und Einsatztemperaturen sowie größerer Achsabstände, nähern sich die aktuellen Kunststoffketten-Konstruktionen ihrer mechanischen und tribologischen Leistungsgrenzen. Einschränkende Faktoren sind zu geringe Festigkeiten und Steifigkeiten sowie die Tatsache, dass Thermoplaste unter hoher statischer Dauerbelastung kriechen können – also sich in Lastrichtung irreversibel dehnen. In diesem Fall längen sich die Förderketten. Damit verschiebt sich der Ketteneingriffpunkt am Kettenrad (Antriebszahn). Mögliche Folgen sind erhöhter Verschleiß, ein unruhiger, geräuschvoller Kettenlauf sowie der Wechsel von der gewünschten gleichförmigen in eine ungleichförmige, ruckartige Transportbewegung. Zudem sind die tribologischen und mechanischen Eigenschaften der Thermoplaste temperaturabhängig, so dass Bauteile im ungünstigen Fall lokal hohen thermischen Belastungen ausgesetzt sind, aufschmelzen und versagen können.

Gemeinsame Entwicklungsarbeit

Um Kunststoffketten auch bei komplexen, von hohen Lasten dominierten Anwendungen einsetzen zu können, bieten sich sowohl konstruktive als auch werkstoffliche Maßnahmen an. In gemeinsamer Entwicklungsarbeit erforschen Iwis Antriebssysteme, DuPont und die TU Chemnitz, deren Potenzial. Ziel ist es, auf Basis der dabei gewonnenen Erkenntnisse dreidimensional bewegliche Kunststoffketten mit deutlich besseren mechanischen Eigenschaften und vergleichbaren beziehungsweise verbesserten Gleiteigenschaften zu entwickeln. Solche Ketten sollen die Belastbarkeit und die tribologischen Eigenschaften der Metallketten mit den Design-, Anwendungs- und Kostenvorteilen der Kunststoffketten vereinen, um diesen dadurch neue Marktsegmente zu öffnen. Dipl.-Ing. Karsten Faust/ Dr.-Ing. Frank Mitzschke/Dr.-Ing. Jens Sumpf/Prof. Dr.-Ing. Klaus Nendel/pb

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