Getränkeabfüllung: Flaschenbruch vermeiden beim Ein- und Auspacken von Flaschen aus Kisten

Flaschenbruch vermeiden: Spezieller Wagen mit Federpaket und angepasster Antriebskette positioniert Kartons präzise auf der Gebindebahn

Für das Ein- und Auspacken von Flaschen aus Kisten investierte ein großer Getränkeproduzent in Mexiko in eine automatisierte Anlage, die er bei KHS, einem der weltweit führenden Hersteller für Abfüll- und Verpackungsanlagen, orderte.

Anders als häufig üblich werden innerhalb der dortigen Produktion für den Transport der Flaschen keine Kunststoffkästen verwendet, sondern Mehrweg-Kartons, die wesentlich labiler sind. Damit die automatisierten Ein- und Auspacker die Flaschen schonend und präzise entnehmen sowie einsetzen können, benötigte der Dortmunder Systemanbieter ein Führungssystem, das auf Grund des begrenzten Bauraums sehr kleine Radien (R=100) und Rechts-/Linkskurven spielfrei fahren kann. KHS kooperierte daher mit PGM Motion und setzte deren W-Line Führungen ein. Im Rahmen des Prototypenbaus integrierte er die Schienensysteme mit eigens entwickelten Führungswagen, die das spielfreie Befahren der engen Kurven in seine Anlagen ermöglicht. Für den Antrieb der Führungswagen wurden von PGM Motion spezielle Antriebsketten entwickelt.

„In der Welt der Getränkeabfüllung denken die meisten hierzulande an robuste Kunststoffkästen, die Flaschen sicher von A nach B transportieren“, weiß Joachim Öchsner, Geschäftsführer bei der PGM Motion GmbH.

Doch die Realität sieht nicht überall so aus: So wurden bei einem namhaften Getränkehersteller in Mexiko Mehrwegflaschen in Kartons transportiert. Diese Behälter sind weniger stabil, was einer eng getakteten Transportautomation Schwierigkeiten bereiten kann. Und so war es auch mit der Anlage, die beim Abfüller vor Ort laufen sollte: „Die Kartons sind wesentlich labiler als Kunststoffkästen und entsprechend auch schon ziemlich abgenutzt, wenn sie in unseren Produktionsprozess kommen. Die Schwierigkeit war nun, diese Kartons produktschonend auf ‚Teilung‘ zu bringen, damit unser Packsystem die Flaschen einsetzen oder herausheben kann“, berichtet Stefan Habermann, Leiter Konstruktion - Produktcenter Palettiertechnik bei KHS. „Eine fehlerfreie Positionierung der einzelnen Kartons auf dem Gebindeband ist notwendig, damit die Behälter nicht brechen und die Laufbänder nur selten nachjustiert werden müssen.“ Bei traditionellen Laufrollenführungen müssen die Führungswagen mithilfe von Exzenterbolzen einzeln auf die Schienen angepasst werden, das spielfreie und laststeife Befahren kleiner Radien mit Rechts- und Linkskurven ist nicht möglich. Zusätzlich müssen die Übergänge an den Stoßstellen der Führungsschienen oft mit einem Ölstein nachgeschliffen werden, was viel Zeit in Anspruch nimmt. Der Einsatz dieser Systeme kam in dieser Anwendung daher nicht in Frage. Um hier nichts dem Zufall zu überlassen, wandte sich KHS an die Antriebsspezialisten von PGM Motion. PGM entwickelte nach intensivem gemeinsamen Austausch eine speziell auf diese Anwendung ausgelegte Lösung, die auf einem neuen Design der Führungswagen und der Schienenelemente basiert.

„Der entscheidende Vorteil dieser Lösung liegt in der Einführung eines Federpakets, das die Führungswagen permanent mit Vorspannung auf die Schiene drückt“, erklärt Öchsner. Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen, bei denen das Spiel im Laufe der Zeit zunimmt und die Wagen anfangen zu wackeln, bleibt die Bewegung bei der PGM-Lösung langfristig stabil. Die Rollen des Führungswagen liegen permanent an der Schiene an, sowohl in den Geraden als auch in den wechselnden Kurvenradien. Das Einstellen von Excenterbolzen entfällt, die Wagen sind sofort betriebsbereit und austauschbar. Damit der Ein- und Auspacker die Flaschen hochheben und absenken kann, müssen die Kartons exakt positioniert werden. Daher wurde auch die Antriebskette angepasst. Dank eines Federsystems kann die Kette in den Federgliedern längen, ist aber robust genug, um nicht durch Glas oder Scherben beschädigt zu werden. An den Enden der Führungsschienen ist eine Passfedernut integriert, die für präzise Übergänge zwischen den Schienenelementen sorgt, wodurch die Notwendigkeit manueller Nacharbeiten entfällt. Einzelne Schienensegmente können beliebig ausgetauscht werden.

Ein Dauerschmiersystem soll verhindern, dass die Führungswagen mit der Zeit verschleißen. Es stellt eine kontinuierliche Fettabgabe an die Führungswagen sicher. „Durch den begrenzten Bauraum ist es dem Bediener nicht möglich, alle notwendigen Schmierstellen zu erreichen. Das System von PGM übernimmt diese Aufgabe und trägt damit zuverlässig zur Langlebigkeit und Kundenzufriedenheit bei“, erklärt Habermann.   

Insgesamt hat die Lösung von PGM Motion nicht nur die spezifischen Herausforderungen des Projekts erfolgreich gemeistert, sondern gezeigt, dass sich auch andere Anlagenserien leicht anpassen lassen. Die hohe Fertigungsgenauigkeit der  Führungsschienen und die integrierte Paßfeder ermöglicht eine schnelle und einfache Montage, da die Schienenelemente passgenau ineinandergreifen. Seit der Inbetriebnahme im Oktober 2022 läuft die Anlage beim Anwender in Mexiko problemlos und es wurden keine größeren Herausforderungen oder Ausfälle berichtet. „Wir haben bei dieser Prototypentwicklung allzeit sehr guten Support erhalten. Man hat immer gespürt, dass wir nicht nur irgendein Kunde waren, sondern PGM Motion genauso an unserem Erfolg interessiert war wie wir selbst“, resümiert Habermann.

Weitere Informationen im Internet unter: www.pgmmotion.com    

Die KHS Gruppe ist einer der weltweit führenden Hersteller von Abfüll- und Verpackungsanlagen in den Bereichen Getränke und flüssige Lebensmittel. Zur Unternehmensgruppe zählen neben der Muttergesellschaft (KHS GmbH) diverse ausländische Tochtergesellschaften mit Produktionsstandorten in Ahmedabad (Indien), Waukesha (USA), Zinacantepec (Mexiko), São Paulo (Brasilien) und Kunshan (China). Hinzu kommen zahlreiche internationale Verkaufs- und Servicebüros. Am Stammsitz in Dortmund sowie in ihren weiteren Werken in Bad Kreuznach, Kleve, Worms und Hamburg stellt die KHS moderne Abfüll- und Verpackungsanlagen für den Hochleistungsbereich her. Die KHS Gruppe ist eine 100-prozentige Tochtergesellschaft der im SDAX notierten Salzgitter AG. 2023 realisierte die Gruppe mit 5.400 Mitarbeitenden einen Umsatz von rund 1,517 Milliarden Euro.

Die PGM Motion GmbH wurde 2008 gegründet und fokussierte sich anfangs auf die Herstellung von Sonderkugelgewindetrieben. Seit 2010 zählen Linearführungen für sehr unterschiedliche Anwendungsbereiche zum Kernportfolio. Dabei arbeitet das Unternehmen mit Partnern aus Japan und Taiwan zusammen. Daneben bieten die fränkischen Maschinenbauer unterschiedliche Wälz-, Kugel- und Sonderlager sowie Schmierstoffe und Sonderbeschichtungen. Zu den weiterführenden Dienstleistungen zählen unter anderem die Auslegung von Linearführungen und Lagerungen, Reparaturdienste sowie die Baugruppenmontage. Das Unternehmen beschäftigt derzeit 14 Mitarbeiter.