Verfahrenstechnik 5/2020

KOMPONENTEN UND SYSTEME

KOMPONENTEN UND SYSTEME Motor und Regler aus einer Hand Hochpräzise Flüssig-Dosierung für sechs Millionen Pads pro Tag Flüssigkeiten mit wechselnder Viskosität punktgenau und prozesssicher dosieren – diese Herausforderung löst ein Anlagenbauer in einer Produktformungsmaschine für Spülmittelpads mit korrosionsbeständigen Kleinservoantriebssystemen in Volledelstahlausführung. Autoren: Carolin Ank, Produktmanagerin, Jörg Mückeley, Vertriebsingenieur, beide Wittenstein Cyber Motor GmbH, Igersheim Im Portfolio der Kleinservoantriebssysteme von Wittenstein bilden die Servomotoren und Servoaktuatoren der Cyber Dynamic Line zusammen mit Servoreglern der Cyber Simco Line kundenspezifisch konfigurierbare, hochperformante und leistungsdichte Funktionseinheiten. Unterschiedliche Leistungsbereiche der Motor-Getriebe-Einheiten, die auch in korrosions- und hygienegerechten Ausführungen verfügbar sind, sowie intelligente Servoregler mit Webserver- Funktionalität und einer Vielzahl möglicher Feldbusschnittstellen, ermöglichen individuell skalierbare Antriebslösungen mit hoher Performance- und Zukunftssicherheit – bspw. in einer Produktformungs maschine der Harro Höfliger Verpackungsmaschinen GmbH, auf der täglich sechs Millionen Spülmittelpads produziert werden. „Aufbauend auf einem großen Portfolio an Standardmaschinen und Plattformtechniken entwickeln und fertigen wir individuelle und wirtschaftlich effiziente Verpackungslösungen – für einzelne Prozessschritte ebenso wie für komplette Produktionslinien“, erläutert Hubert Rypalla, Projektleiter bei Harro Höfliger. Für die Produktion von Spülmittelpads bedeutet das: „Hier mussten wir für die Einbringung einer flüssigen Komponente eine Dosierlösung finden, die trotz erhöhter Viskosität des Mediums mit Blick auf die Produktsicherheit und die Reinigungseigenschaften der Pads ein punktgenaues und prozesssicheres Dosieren gewährleistet.“ Gefordert wurde zudem aufgrund des knappen Montageraums eine kompakt bauende, leistungsdichte Lösung, die auch den korrosiven Einflüssen durch das Dosiermedium und regelmäßigen Anlagenreinigungen Stand hält. „Wichtig war schließlich die Möglichkeit, für Optimierungsoder Servicearbeiten per Internet auf die Dosierstationen zugreifen zu können“, hebt Hubert Rypalla hervor – ein verständlicher Aspekt, wenn man bedenkt, dass vier von fünf Harro-Höfliger-Anlagen im Ausland und häufig in Übersee betrieben werden. 24 VERFAHRENSTECHNIK 05/2020 www.verfahrenstechnik.de

KOMPONENTEN UND SYSTEME 01 Mit der Hygienic-Design-Lösung lassen sich im Nassbereich von Anlagen Antriebslösungen umsetzen In zwei Dosierstationen der Produktformungsmaschine für Spülmitteltabs kommen Inox-Kleinservoantriebe der Cyber Dynamic Line in Baugröße d40 (Außendurchmesser in mm) und Übersetzung i=30,67 sowie kompakte Servoregler der Cyber Simco Line Sim2010D in Schutzart IP20 mit Profinet-Schnittstelle zum Einsatz. „Voll-Edelstahl deshalb, weil die Spülmittelsubstanzen bei einem Produktaustritt korrosiv auf Oberflächen einwirken und weil die Anlagen zudem von außen gereinigt werden“, so Hubert Rypalla. „Da ist es natürlich ein großer Vorteil, dass das Getriebe komplett – also ohne Dichtung zum Motor hin – in das Edelstahlgehäuse integriert ist.“ Dynamische und hochgenaue Ansteuerung Verbunden sind die Antriebe und Regler mit integrationsfreundlicher und schleppkettentauglicher Einkabeltechnik. Eine Parametrierung ist nicht erforderlich, da sich Motor und Regler über ihr elektronisches Typenschild quasi per Plug & Play abgleichen und so die Inbetriebnahme einer Anlage deutlich vereinfachen. Die hohe Stromauflösung des Servoreglers ermöglicht es, die massenträgheitsoptimierten Kleinservomotoren dynamisch und hochgenau anzusteuern. Diese wirken unmittelbar auf die Dosierschnecken, die dadurch ihrerseits bei einer Füllmenge pro Pad von wenigen Gramm eine hohe Dosierpräzision gewährleisten. „Diese wiederholbare Genauigkeit ist sowohl aus Prozesssicherheit als auch mit Blick auf die Produktqualität wichtig“, erläutert Hubert Rypalla. „Prozesstechnisch kann eine Überfüllung der vorgeformten Pad-Unterseite zu Problemen beim Aufbringen und Versiegeln der Folie für die Pad-Oberseite führen. Das Pad ist dann nicht verschlossen und Flüssigkeit tritt aus. Die Pads mitsamt ihrer Spülmittelkomponenten sind damit nicht nur Ausschuss, sondern verschmutzen auch die Anlage, die angehalten und gereinigt werden muss. Produktseitig ist gleichzeitig zu gewährleisten, dass die einzelnen Spülwirkstoffe in der definierten Menge in die Pads eingebracht werden, um das vom Verbraucher erwartete Spülergebnis zu gewährleisten und Produktreklamationen im Handel und beim Hersteller zu vermeiden.“ Vorbereitet für besondere Prozessanforderungen Die Produktion der Spülmittel-Pads in kurzen Zügen: In der Vorheizstation wird eine zugeführte Folie erwärmt und per Vakuum in die Kavitäten von Produktionsplatten, die durch die Maschine getaktet werden, angesaugt. Nach einer ersten Pulverdosierung folgen die Liquidstationen, in denen jeweils 20 parallel montierte Kleinservoantriebssysteme als Dosierschneckenantriebe zum Einsatz kommen. Nachdem an Liquidstation 3 eine weitere Komponente zudosiert wurde, wird die Oberfolie zugeführt und die Pads in der Siegelstation verschlossen. Danach wird die Pad-Matte in der Produktionsplatte in Längs- und Querrichtung geschnitten und die einzelnen Pads durch Vakuum-Greifer aus den Kavitäten entnommen. Das Kleinservoantriebssystem in der Produktformungsmaschine von Harro Höfliger überzeugt in diesem Prozess nicht nur durch seine kompakte, platz- und gewichtssparende Baugröße und die Eignung für höher viskose Medien, sondern auch durch die hohe Dosiergenauigkeit – und durch die Möglichkeit, die Präzision auch getrennt für jede einzelne Dosierschnecke regelungstechnisch zu optimieren. So kann das Austragsverhalten an verschiedene Medienviskositäten angepasst werden. „Wir haben im Servoregler beispielsweise eine kurze Rückdrehung der Schnecke programmiert, sodass ein eventuell sich bildender Produktfaden zwischen Austragsöffnung und Kavität automatisch reißt“, erklärt Hubert Rypalla. „Dadurch wird gleichzeitig eine Überdosierung pro Pad und eine Verunreinigung der späteren Versiegelungsfläche vermieden.“ Fotos: Wittenstein www.wittenstein-cyber-motor.de 02 Hubert Rypalla, Projektleiter bei Harro Höfliger (links) und Jörg Mückeley, Vertriebsingenieur bei Wittenstein Cyber Motor www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK 05/2020 25