Nachhaltigkeit setzt bereits beim Engineering an. Wie dieser Ansatz im konkreten Anwendungsfall aussehen kann, zeigt die Kooperation zwischen dem Maschinenbauer Kröning und dem Antriebsspezialisten LinMot.
Aussehen und Nachhaltigkeit eines Produktes tauchen immer öfter in der Rolle des entscheidenden Kaufimpulses auf. Verbraucher entfernen sich zunehmend vom „take, make, throw away“-Mindset und wenden sich Produkten zu, welche entsprechend den neuen Richtlinien 2005/29/EG und 2011/83/EU der Verbraucherschutzverordnung nachhaltig sind und bevorzugen jene Hersteller, die ökologisch, ökonomisch sowie sozial tragbare Produktionsumgebungen vorweisen können. Dieser wachsenden Bedeutung umweltgerechter Produktgestaltung sind sich indes auch zahlreiche Entscheidungsträger bewusst. Einer DS-Smith-Umfrage zufolge ist eine Mehrzahl der Unternehmensvertreter Verpackung ein wichtiges Investitionsfeld (51 Prozent). Bei der Frage, ob Investitionen in Verpackung den Anstrengungen im Bereich Nachhaltigkeit helfen würden, bejahten dies sogar 80 Prozent der Befragten.
Anwendung in vielen Industriefeldern
Stefano Rossi, CEO von DS Smith Packaging: „Die Verbraucher wollen weniger Verpackung. Da Rohstoffe teurer als je zuvor und die Umweltvorteile erheblich sind, sind maßgeschneiderte Verpackungen (…) wichtiger denn je.“ Diesem Vormarsch individualisierter Produktvielfalt und den Umwälzungen der Industriepolitik muss auch die Maschinentechnologie der Verpackungsbranche gerecht werden. Dies könnte durchaus das Credo des Sondermaschinenbauers Kröning sein, dessen Automatisierungsanlagen aktuelle wissenschaftliche Erkenntnisse des Fraunhofer Instituts und der Technischen Universität Dresden mit linearen Antriebslösungen von LinMot vereinen.
„Am Anfang unserer Zusammenarbeit mit LinMot sagten uns die P01 Kurzmotoren besonders zu“, so Christian Wölle, Konstruktionsleiter der Firma Kröning. Besonders hebt er die praktische Flanschbauweise dieser Kurzantriebe hervor. Dies kommt jedoch nicht nur speziellen Verpackungslinien zugute. Seien es Handhabungs-, Abfüll-, Inspektions-, Zuführ-, Montage-, Stapel-, Sortier- oder Ausleitanlagen, bietet der frei positionierbare Kabelabgang der P01-Serie sowie die kompakte und robuste Bauweise der gesamten LinMot-Antriebspalette jedem Industriefeld eine optimale Gestaltung eines nachhaltigen Maschinenkonzeptes mit kleinem Footprint und verringertem Totraum.
Leistung und Raumnutzung vereint
Entscheidend wurden die einbauraumsparenden und dynamischen Eigenschaften der eisenlosen Synchron-Servomotoren und deren Führungseinheiten auch bei einer Neuentwicklung des sächsischen Sondermaschinenbauers. Der Kartonaufrichter „KKA“ von Kröning ersetze eine bejahrte Anlage mit diversen Kurvenscheiben und mechanischen Verbindungen durch die Kompaktheit eines zentralen Trommelkurvenrundtisches. Somit kann der KKA, mit einer Ausgabeleistung von bis zu 95 Kartons pro Minute, seinen kompakten Abmessungen (1,7 x 1,1 x 1,9 m) sowie dem geringen Gewicht von 1600 Kilo für die Grundmaschine, die Geschwindigkeit einer großen Anlage mit dem Footprint einer mobilen Lösung vereinen. Dabei spielten die ebenfalls neu entwickelten LinMot-Linearmodule mit ihrem Baustein-Prinzip eine entscheidende Rolle: „Anfang 2019 arbeiteten wir nur mit den Motoren und die Führungen haben wir noch selber gebaut. Deshalb freuten wir uns sehr auf die neue DM01-Linie, welche uns bereits bei der Entstehung des Kartonaufrichters viele Freiheiten bezüglich der Modularität gewährt hat“, so Wölle über die konstruktionstechnische Adaptabilität der LinMot-Linearführungen, welche zwei technisch anspruchsvolle Arbeitstakte der Anlage erledigen.
Im ersten Arbeitstakt des KKA wird die Schmucklasche durch einen Servomotor rotatorisch auf den Kopf gebracht. Dieser Kopf besitzt diverse Saugstellen, welche im nächsten Takt durch ein für Reinraumanwendungen zertifiziertes DM01-Modul zum Kartonzuschnitt geführt werden, um diesen abzusaugen und mit der Schmucklasche zusammenzuführen. „Die Bewegungen der Maschine und die benötigte Dynamik könnten auch mit Pneumatikzylindern realisiert werden, aber nur mit einer großen Anzahl verschiedener Anbauteile„, erläutert Wölle und unterstreicht damit einen der Vorzüge der LinMot-Linearführungen: Die FDA-konformen und hochdynamischen DM01-Module sind einbaufertig vormontierte Einheiten mit allen Konstruktionsvorteilen eines modernen antriebstechnischen Gesamtpakets.
Allrounder in jeder Produktionsumgebung
Gerade die Kompaktbauweise der LinMot-Führungseinheiten, wodurch der Eingliederungsprozess in Produktionsmaschinen jeglicher Art und Branche vereinfacht und beschleunigt werden können, sticht heraus. Darüber hinaus können sowohl Last als auch Modul durch die Zentrierbohrungen der Frontplatten und des Führungsblockes im Handumdrehen präzise montiert werden. Zur stabilen Aufnahme der auftretenden Querkräfte und der Biegefestigkeit tragen gehärtete, hartverchromte Führungswellen sowie wartungs- und reinigungsfreundliche Führungsblöcke und Abdeckungen aus Aluminium bei.
Im nächsten Takt findet die Beleimung an den Laschen statt. Im darauffolgenden Schritt befindet sich der Faltschacht, für dessen Bewegung ein Schubkurbelsystem sorgt, welches den Zuschnitt um den Kopf herum faltet. Im nächsten und letzten Arbeitstakt bewegt sich das Gestänge in Richtung Auslaufrutsche und der Karton wird durch das zweite LinMot DM01-Modul vom Kopf abgestoßen. Denn die besondere Herausforderung des Sondermaschinenbaus besteht darin, dass jede Anlage ein gewisses Engineering-Experiment ist, dessen Erfolg stark vom Leistungsspektrum der verwendeten Funktionsbausteine abhängt: „Als Sondermaschinenbauer sind unsere Ansprüche an Fremdsysteme sehr spezifisch und die Verwirklichung eines geordneten Ausschiebevorgangs bildet dabei keine Ausnahme. Aber dank der programmierbaren Elektroaktuatoren von LinMot genießen wir bezüglich Endposition, Geschwindigkeit und Beschleunigung, welche sich über die ganze Hublänge variieren lässt, große Freiheiten„, so Konstruktionsleiter Wölle.
Genau um derartig spezifizierte und wachsende Anforderungen abdecken zu können, bietet LinMot mehrere Reihen einbaufertiger Linearsysteme an, welche je nach Anwendungsbedarf des Kunden zur Gestaltung von unzähligen Bewegungsabläufen fähig sind. Die zahlreichen Festigkeitsklassen, Baugrößen und Hublängen sowie branchenspezifisch entwickelten Zusatzoptionen wie ein komplett durchspülbarer Motorinnenraum für Clean-In-Place und Sterilization-In-Place Reinigungsprozesse, 1.4404 (AISI 316L) Edelstahl Ausführungen, der vollständig gekapselte Stator oder Hublängen bis zu 2 Meter machen die LinMot Linearführungen in jeder Produktionsumgebung zum Allrounder.
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