Ein wichtiger Schritt bei Verpackungsmaschinen ist das Wiegen des Materials. Man unterscheidet zwischen pulverförmigen und viskosen Materialien. Die Wiegetechnik und die Anwendungsmodi der Schrittmotoren für diese beiden Materialarten unterscheiden sich. Im Folgenden werden die Materialkategorien erläutert.Anwendung of Schrittmotorjeweils.
Dosierung von pulverförmigen Materialien
Die Mengenmessung mit einer Schraube ist ein gängiges Verfahren zur Volumenmessung. Dabei wird die Messmenge durch die Anzahl der Umdrehungen der Schraube bestimmt. Um die Messgröße anzupassen und die Messgenauigkeit zu verbessern, ist die Schraubendrehzahl einstellbar. Dadurch lässt sich die Position präzise anpassen.Schrittmotorenkann die Anforderungen beider Aspekte erfüllen.
Beispielsweise vereinfacht die Dosierung einer Pulververpackungsmaschine mittels eines Schrittmotors zur Steuerung von Drehzahl und Rotation der Schnecke nicht nur die mechanische Struktur, sondern auch die Steuerung erheblich. Im Leerlauf hängen Drehzahl und Anschlagposition des Schrittmotors ausschließlich von der Frequenz und Anzahl der Impulse ab und werden nicht durch Laständerungen beeinflusst. Dies bietet deutliche Genauigkeitsvorteile gegenüber der elektromagnetischen Kupplungssteuerung der Schneckendosierung und eignet sich besonders für die Dosierung von Materialien mit relativ großen Dichteänderungen.
Schrittmotor und Spindel sind direkt verbunden, was die Konstruktion einfach und praktisch macht. Zu beachten ist, dass Schrittmotoren aufgrund ihrer hohen Überlastfähigkeit bereits bei geringer Überlastung deutliche Geräusche erzeugen. Daher sollte nach Festlegung der Betriebsparameter ein großzügiger Überlastkoeffizient gewählt werden, um einen ruhigen Lauf des Schrittmotors zu gewährleisten.
Dosierung viskoser Materialien
Zahnradpumpen mit Schrittmotorsteuerung ermöglichen ebenfalls eine präzise Dosierung. Zahnradpumpen werden häufig zum Fördern viskoser Medien wie Sirup, Bohnenpaste, Weißwein, Öl, Ketchup usw. eingesetzt. Derzeit werden für die Dosierung dieser Medien meist Kolbenpumpen verwendet, die jedoch Nachteile wie schwierige Justierung, komplexe Bauweise, unpraktische Handhabung, hohen Energieverbrauch und ungenaue Messung aufweisen.
Die Dosierung einer Zahnradpumpe erfolgt durch das Ineinandergreifen und Drehen zweier Zahnräder. Das Fördermedium wird durch den Zahnzwischenraum vom Einlass zum Auslass gepresst. Der Antrieb erfolgt durch einen Schrittmotor, dessen Position und Drehzahl von einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) geregelt werden. Die Dosiergenauigkeit ist höher als bei einer Kolbenpumpe.
Schrittmotoren eignen sich für den Betrieb mit niedriger Drehzahl. Bei höheren Drehzahlen steigt jedoch der Geräuschpegel deutlich an, was sich negativ auf die Wirtschaftlichkeit auswirkt. Für Zahnradpumpen mit höherer Drehzahl ist daher eine andere Getriebestruktur vorteilhafter. In Verpackungsmaschinen für viskose Produkte wurde zunächst die Direktantriebs-Zahnradpumpe mit Schrittmotor eingesetzt. Dies führte jedoch zu einem erhöhten Geräuschpegel und einer geringeren Zuverlässigkeit. Durch die spätere Verwendung von Stirnradgetrieben konnte die Drehzahl des Schrittmotors reduziert, der Geräuschpegel gesenkt, die Zuverlässigkeit verbessert und die Dosiergenauigkeit gewährleistet werden.
Veröffentlichungsdatum: 04.07.2023