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antriebstechnik 7/2015

antriebstechnik 7/2015

KUNSTSTOFFE IN DER

KUNSTSTOFFE IN DER ANTRIEBSTECHNIK I SPECIAL 01 Ablegegabel zum Einschießen des Schnittgutes − dabei kommen Drylin Linear folien und Präzisionswellen zum Einsatz 02 Lagerung des Schneidguthalters − der Antrieb erfolgt über Pneumatikzylinder zur Realisierung der Schwenkbewegung mit Iglidur J Gleitlagern 03 Schwenklagerung des Beschickungsauslegers mit Iglidur G Gleitlagern Trockenlauf sind ihre Anwendungen vor Kontamination durch Fette und Öle, also Aktivschmierung, geschützt. Außerdem zeigen Gleitlager der Werkstoffreihen Iglidur J und Iglidur G in der Hochleistungs-Schneidemaschine ihre Stärke. Sie sind robust, wirtschaftlich und universell. Alle Maschinenelemente aus dem Hause Igus beweisen beim Hochgeschwindigkeitsschneiden und Ablegen der Aufschnittware ihre Leistungsfähigkeit. Schneiden ohne Leerschnitte Die Aufgabenstellung war, die geschnittene Ware aus dem Schneidbereich heraus- und der Verpackungsmaschine zuzuführen, ohne den Produktstrom zu unterbrechen. Das Handling funktioniert über das Ablegesystem, eine Art Gabel, die in den Produktstrom geschossen wird. 50 bis 75 % der zur Verfügung stehenden Zeit benötigt der Schneidprozess. Für Nebenzeiten wie das Bewegen der Gabel reduziert sich das Zeitpolster auf wenige Millisekunden. „Wird die Gabel in den Produktstrom katapultiert, kommt es zu enormen Beschleunigungen“, verdeutlicht Hebisch. Während bereits fertig geschnittene Pakete direkt unterhalb des Messers aufgenommen und sicher abtransportiert werden, wird kontinuierlich weiter geschnitten. Das ermöglicht einen kontinuierlichen Produktfluss ohne Leerschnitte, also Messerumdrehungen, bei denen das Produkt nicht geschnitten wird. Bis zu sechs Produktreihen können gleichzeitig geschnitten werden. In der Summe liegen die Vorteile auf der Hand: Es werden weniger Messer umdrehungen notwendig, das Produkt wird geschont, Arbeitsschritte entfallen und es ist möglich, bei höheren Produkttem peraturen zu schneiden. Auch können die Kosten für die Produktkühlung deutlich reduziert werden. Die Produktqualität steigt, da sich die Ware durch Anfrosten sowohl geschmacklich, optisch als auch sensorisch verändern kann. Katapultgeschwindigkeit bis 25 G Beim Auslegen der Maschine war die Aufgabenstellung im Vorfeld schnell definiert: „Keine Leerschnitte“. Leerschnitte (Messerumdrehungen, bei denen kein Produkt geschnitten wird) kosten Leistung bzw. erhöhen die nötige Drehzahl. Sie rufen hohe dynamische Lasten im Produkt hervor. Das Produkt muss gestoppt und wieder beschleunigt werden. Der Beschleunigung insbesondere von „weicheren“/wärmeren Schneid gütern sind natürliche Grenzen gesetzt. Zur Erhöhung der Festigkeit der Schneidgüter müssten diese gekühlt werden. Aus der Messerleistung und einer Kammergröße zum Einlegen der zu schneidenden Produkte von 450 x 130 mm ergeben sich physikalische Anforderungen, deren Leistungsdaten die Maschinenelemente zwingend erfüllen müssen. Die Beschleunigungswerte beim Katapultieren der Gabel betragen beispielsweise bis zu 25 G. Gleichzeitig müssen die Schnitte jederzeit sauber und absolut gleichmäßig sein. „Aufgrund des komplexen Anforderungsprofils der kontinuierlichen schnellen Bewegungen haben wir eine Auslegung errechnet. Die in Frage kommenden Gleitlager haben 48 antriebstechnik 7/2015

SPECIAL I KUNSTSTOFFE IN DER ANTRIEBSTECHNIK wir anschließend über Monate selbst getestet“, blickt Hebisch zurück. „Dabei haben wir auch auf die Verschleißergebnisse und entsprechende Lebensdauerberechnungen von Igus zurückgegriffen, sodass wir uns in der Summe jederzeit auf der sicheren Seite fühlten.“ In der Lebensmittelindustrie herrschen außerdem strenge Hygienevorschriften, die beachtet werden müssen. Abgeschrägte Oberflächen, der Wegfall von Sacklöchern, schmiermittelfreie Hub- und Schneidesysteme sorgen für hygienisches Design. Es darf an keiner Stelle zu Produktkontaminationen beim Reinigen mit Wasser und den un terschiedlichen Reinigungsmedien durch Schmierstoffe kommen. Neben Chemikalienbeständigkeit und der geringen Feuchtigkeitsaufnahme kommt es außerdem auf physiologisch unbedenkliche Werkstoffe an, da sie größtenteils in der Produktzone liegen. Und da die Schneidemaschinen an bis zu sechs Tagen in der Woche teilweise dreischichtig im Einsatz sein können, müssen ihre Standzeiten stimmen. Außerplanmäßige Wartungen sollen ausgeschlossen sein. Schmierfreie Linearlager fürs Ablegesystem Im Bereich des Ablegesystems zum Einschießen des Schnittguts und auch in der eigentlichen Schneidemaschine kommen verschiedene schmierfreie offene und geschlossene Drylin Lineargleitlager sowie Iglidur J Gleitlager zum Einsatz. „Die Entscheidung zwischen Linear- oder Gleitlager hängt von den Anforderungen der Anwendung hinsichtlich Leistung, Geschwindigkeit und Lebensdauer ab“, verdeutlicht Florian Berg, technischer Verkaufsberater der Igus GmbH. „In diesem Umfeld spielt das Thema Geschwindigkeit die Hauptrolle.“ Dazu ergänzen Präzisionswellen die Funktionsfähigkeit. Für die Gleitfolien der Drylin Lineargleitlager spricht ihre einfache Handhabbarkeit und Austauschbarkeit im Betriebsalltag. Das Einclipsen erfolgt formschlüssig in die Aufnahmebohrung. Die axiale Sicherung wird durch eine Ringnut und die Verdrehsicherung durch Einrasten des Sicherungspins in die entsprechende Bohrung ermöglicht. „Ursprünglich haben wir erwartet, dass im Bereich des Katapultierens Probleme auftauchen werden“, erinnert sich Hebisch. „Aber sie zeigten sich an einer ganz anderen Stelle.“ Die Zahnriemen, mit denen die Gabel auf 25 G beschleunigt wird, werden synchron angetrieben und umgelenkt. In der Umlenkung waren zunächst Wälzlager verbaut. Sie mussten abgedichtet werden. Die Dichtung erzeugte Reibung, die sich negativ auf die Antriebe auswirkte. Auf Wälzlager ist folgerichtig verzichtet worden. Heute kommen im Linearvorschub des Schneidguthalters in Kombination außen liegende weiche Edelstahlwellen, die chemikalienbeständig sind, und offene Drylin-Linearfolien zum Einsatz. Im Bereich der Ablegegabel werden zum Lagern des Schneidguthalters zusätzlich schmierfreie Polymerlager aus der korrosionsbeständigen Iglidur J-Baureihe eingebracht. Sie stellen die Schwenkbewegung des Antriebs zum Pneumatikzylinder sicher. Der Werkstoff ist beständig gegen schwache Säuren, verdünnte Laugen sowie viele in der Lebensmittelindustrie angewandten Desinfektionsmittel. Die intensive Reinigung von Maschinen im Lebensmittelbereich stellt somit kein Problem für die Polymerlager dar. Der Einsatz der Polymertechnik geht noch weiter: Weiche Edelstahlwellen und Lineargleitelemente sichern den Linearhub des Pregrippers zum Vorschub des Schneidgutes. In der Schwenklagerung des Beschickungsturms werden universelle Iglidur G-Polymerlager eingesetzt. Sie sind abriebfest, unempfindlich gegen Staub und Schmutz und besonders wirtschaftlich. Alle Werkstoffe, die mit den Lebensmitteln direkt in Berührung kommen, sind FDA-konform und damit langfristig unbedenklich. Mehr als 20 Jahre Erfahrung Die Ingenieure des Geschmacks 04 Lars Braun (links) und Florian Berg von der Igus GmbH „Wir sehen uns als Pioniere und setzen in unseren Maschinen schon seit über 20 Jahren auf Kunststoff“, verdeutlicht Hebisch. „Und unsere Erfahrungen sind so gut, dass wir immer wieder auf Igus-Werkstoffe zurückgreifen. Die Beratung und die Auslegung von Igus sind so gut, dass wir keinerlei Ausfälle oder Rückläufer zu verzeichnen haben. Dazu ergänzt Kai Jakobsen-Urwald, der Leiter des strategischen Einkaufs bei Treif: „Die Schnittgeschwindigkeiten sind in den letzten Jahren sehr stark gestiegen. Die schmierfreien Polymergleitlager halten diesem Anstieg problemlos stand. Aufgrund der vielfältigen positiven Erfahrungen werden sie auch immer öfter in unseren anderen Geschäftsbereichen eingesetzt.“ www.igus.de Beim familiengeführten Unternehmen Treif dreht sich alles um das Schneiden von Lebensmitteln. Mit rund 400 Beschäftigten weltweit werden Maschinen, Anlagen und Systeme entwickelt und produziert. Geplant und realisiert werden kundenorientierte Lösungen für Handwerk, Supermärkte und Industrie, einschließlich automatisierter Linienlösungen zum Schneiden verschiedener Produkte wie Fleisch, Wurst, Käse, Brot und Backwaren. Das Unternehmen unterhält dazu vier Geschäftsbereiche: ‚Dicing’, Würfelschneiden beispielsweise für Wurstsalate oder Gulasch, ‚Portion Cutting’, Portionen- bzw. Scheibenschneiden von knochenhaltigen und knochenlosem Fleisch wie Schnitzel oder Koteletts, ‚Slicing’, Aufschneiden von Wurst, Schinken oder Käse in dünne Scheiben, sowie ‚Bread Cutting’, Brotschneiden. antriebstechnik 7/2015 49

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