Aufrufe
vor 11 Monaten

antriebstechnik 3/2015

antriebstechnik 3/2015

ELEKTROMOTOREN Sicher

ELEKTROMOTOREN Sicher verpacken Warum Servotechnik immer häufiger Pneumatik in Verpackungsmaschinen ersetzt Petr Osipov Der Verpackungsmaschinenbau setzt immer mehr auf elektrische Servotechnik – und substituiert damit allen voran pneumatisch angetriebene Bewegungsführungen. Der Verpackungsmaschinenhersteller Multivac nutzt vor allem Antriebslösungen von Kollmorgen, um den Energieverbrauch zu senken, die Effektivität der Anlagen zu erhöhen und die Verpackungsprozesse noch sicherer zu machen. „Servotechnik lässt sich insgesamt besser regeln und trägt zu einer Reduzierung der Geräuschentwicklung bei. Außerdem können wir mit diesen Systemen höhere Taktzahlen erzielen“, unterstrich erst kürzlich Guido Spix, CTO der Multivac Sepp Haggenmüller GmbH & Co. KG aus Wolfertschwenden, auf einer Verpackungsmesse. Mit den Rückführmöglichkeiten und Regelungseigenschaften der Servotechnik von Kollmorgen konnte das Unternehmen z. B. das Versiegeln von Tiefziehverpackungen effizienter und prozesssicherer gestalten, damit gleichzeitig die Verbrauchersicherheit weiter optimieren. Die Lösung kommt aktuell in den Hochleistungstiefziehmaschinen zum Einsatz, die für das automatische Verpacken mittlerer und großer Chargen konzipiert sind. Abgestimmte Motor-Getriebe-Kombinationen Dr. Petr Osipov ist Produktmanagement Motoren bei der Kollmorgen Europe GmbH in Ratingen Im Vergleich zu bisher meist pneumatisch angetriebenen Hubwerkstationen bieten die Maschinenserien R2XX bis R5XX neuerdings Motorgetriebekombinationen für das Tiefziehen und Versiegeln der Folie. Diese Einheiten heben über eine Kniehebelkinematik die teilweise mehrere hundert Kilogramm schweren Formwerkzeuge an. Danach halten sie den hohen Anpressdruck von bis zu 20 t, um einen sicheren Prozess beim Versiegeln von Unterund Oberfolie zu gewährleisten. Kollmorgen hat als strategischer Motion-Control-Partner die Hubachse als kompakte Einheit aus Synchron-Servomotor der Reihe AKM und einem Zykloidgetriebe realisiert. Berechnung und Auswahl der optimalen Motorgrößen sowie Getriebetypen erfolgte in enger Zusammenarbeit mit den Entwicklungsabteilungen von Multivac. Zwei wichtige Aspekte bei der Auslegung der Antriebseinheit waren Baulänge und Überlastfähigkeit. Beim Sechspunkthubwerk des Typs HKS03 besticht der Servogetriebemotor mit Bremse an dieser Stelle durch seine Gesamtlänge von 307 mm bei einem Beschleunigungsdrehmoment von 1 400 Nm. Diese Werte sind möglich durch die hohe Leistungsdichte der AKM-Motoren selbst, die optimalen Baulängenvoraussetzungen der Zykloidgetriebe sowie den Verzicht auf Motorglocken und Kupplungen. Die Umwandlung der rotativen in eine lineare Bewegung für den Hub hat Multivac schließlich mit Pleuelstangen umgesetzt. Diese Lösung hat in der Praxis drei wesentliche Vorteile. Der Verzicht auf Pneumatik als Druck erzeugende Kraftquelle für das Siegeln und Tiefziehen verbessert die Energieeffizienz 44 antriebstechnik 3/2015

ELEKTROMOTOREN der Maschine. Gleichzeitig sorgt die Geometrie der Pleuels für eine extreme Schließkraft am Ende der Strecke. Dieser Effekt wirkt sich – der dritte Vorteil - auf die Lebensmittelsicherheit aus, weil die Versiegelung prozesssicher mit hohem Schließmoment erfolgt. Washdown-Beschichtung statt Edelstahl Damit die genannten Vorteile nicht unverhältnismäßig zu Lasten der Kosten gehen, sind die AKM-Getriebemotoren in ein lebensmitteltaugliches Hygienegewand getaucht. Dahinter steckt eine besondere Beschichtung. Sie macht es möglich, die hohe Leistungsdichte und Flexibilität der Motoren mit maximaler Hygiene zu kombinieren – ohne die sonst üblichen Einbußen, die Edelstahlgehäuse mit sich bringen. Zu nennen sind hier höhere Materialpreise, schwerere Antriebseinheiten sowie Einbußen bei der Leistungsdichte, weil Edelstahl nicht so gut die Verlustwärme abführt. Die Motoren werden in der Ausführung „Washdown“ in den Baugrößen zwei bis sechs angeboten. Die Reihe deckt damit Stillstandsmomente zwischen 0,5 und 25 Nm bei Versorgungsspannungen von 75 bis 480 V ab. Sauber – außen wie innen Die Zweikomponenten-Epoxid-Beschichtung des speziellen „Hygienic Design“ ist FDA-konform gemäß 21 CFR 175 300 und zeigt sich dabei resistent gegenüber Säuren, Laugen und etablierten Reinigungsmitteln in einem pH-Bereich von 2 bis 12. Diese Beschichtung wurde im Labor der Firma EcoLab einem Langzeittest unterzogen, der mehr als 2 000 Waschzyklen inklusive Desinfektionsanwendungen entspricht. Damit Maschinenbediener beim Säubern Schmutz und Biofilme auf den Oberflächen besser erkennen können, liefert der Antriebstechnik- Spezialist die Washdown-Getriebemotoren serienmäßig in weiß aus. Alternativ ist auch eine edelstahlfarbene Beschichtung möglich. Die Oberfläche weist bei beiden Tönen hydrophobe Eigenschaften auf. Damit rinnen wässrige Flüssigkeiten besser ab – was die Rückstandsbildung auf der Oberfläche weiter verringert. Vom Co-Engineering in die Serie Multivac bietet innerhalb seines weltweiten Vertriebsnetzes mit über 65 Tochtergesellschaften eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten bei den Maschinenausprägungen an. Um diese Varianz mit einer weitgehenden 01 Die Multivac-Verpackungsmaschine vom Typ HKS03 Standardisierung beherrschbar zu halten sind strategische Partner gefragt, die mit ihren Technologien eine große Bandbreite an Maschinenbauapplikationen abdecken können. Die Getriebemotorenlösung von Kollmorgen stellt hier ein gutes Beispiel dar, wie aus einer projektbezogenen Einzelentwicklung ein standardisiertes, einbaufertiges Modul werden kann. Der Aufbau der Antriebs- und Automatisierungstechnik der Tiefziehverpackungsmaschine folgt konzeptionell den Ansprüchen der neuen Lösung: Mehr Möglichkeiten durch mehr miteinander kombinierbare Achsen – und das Ganze auch noch mit steigender Dynamik für mehr Produktivität in den Betrieben. In Summe haben es die Partner in einer engen Projektzusammenarbeit geschafft, alle Großverbraucher von Pneumatik durch elektrische Systeme mit besonders hohem Wirkungsgrad zu ersetzen. Multivac hat nach den ersten erfolgreichen Praxiseinsätzen errechnet, dass die R 095 e-concept mindestens 20 % weniger Energie benötigt als vergleichbare Modelle. www.kollmorgen.com 02 Mit den AKM-Servomotoren Washdown + Food ist es gelungen, die meisten Transportund Drehappli kationen mit zwei standardisierten Antriebslösungen zu realisieren 03 In der Hochleistungsverpackungs-maschine erzeugt eine Motor-Getriebe-Kombination einen Anpressdruck von bis zu 20 t 04 Die Edelstahlmotoren der Baureihe AKMH bieten Lösungen für Antriebsaufgaben u. a. in den Anwendungsbereichen Verpackung und Lebensmittelverarbeitung antriebstechnik 3/2015 45

Aktuelle Ausgabe