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Schmierfreie Gleitlager im Einsatz

Flaschen automatisiert entkorken, entschrauben und entleeren
Schmierfreie Gleitlager im Einsatz

Rink fertigt Maschinen für das automatisierte Entkorken, Entschrauben und Entleeren von Flaschen. Wesentliche Komponenten in diesen Anlagen sind Lineargleitlager aus einem wartungsfreien Hochleistungspolymer mit inkorporiertem Festschmierstoff. Welche unterschiedlichen Funktionen die Igus-Gleitlager in diesen Maschinen über- nehmen, lesen Sie hier.

Entkorken, entschrauben, entleeren – das sind die Prozessschritte, die von Anlagen der Rink GmbH & Co. KG übernommen werden. Das Unternehmen aus Kreuztal hat sich auf die Entwicklung und Produktion von Anlagen für die Rückführung von Mehrwegflaschen in den Abfüllprozess spezialisiert. Und das mit Erfolg: Seit der Unternehmensgründung 1968 hat der Mittelständler rund 1000 Maschinen gebaut, die weltweit im Einsatz sind. Der Exportanteil liegt bei rund 50 %.

Die Kunden von Rink können sich entscheiden, ob die Flaschen in Kästen oder einzeln entkorkt oder entschraubt werden. Auch bei der Leistung ist man flexibel: Sie orientiert sich an den Folgeprozessen und kann bis zu 60 000 Flaschen pro Stunde betragen. In den vergangenen Jahren hat das Unternehmen mehrere neue Geschäftsfelder erschlossen und u.a. Anlagen für das Öffnen und Entleeren von fehlbefüllten oder fehletikettierten Flaschen entwickelt. Ganz neu ist ein patentierter Halshülsenentferner, der selbsttätig die an der Schraubverschlussflasche verbleibenden Verschlussteile entfernt.
Dass das automatische Entkorken oder Entschrauben von Flaschen einen ausgeklügelten Bewegungsablauf und eine intelligente Steuerung voraussetzt, versteht sich von selbst. Und bei mehreren zehntausend Flaschen pro Stunde werden schon nach drei Schichten mehr als eine Million Zyklen erreicht. Das stellt sehr hohe Anforderungen an alle beweglichen Maschinenelemente, vor allem an die Lagerstellen, zumal hier auch die Hygieneanforderungen der Getränkeindustrie zu berücksichtigen sind. Wie Rink diese Anforderungen in der Konstruktion umsetzt, zeigen drei Beispiele aus dem aktuellen Fertigungsprogramm.
Linearführung von Ventilen in Flaschenentleerern
Bei den Entleerern setzt nach dem Entkorken oder Entschrauben ein Ventil auf, das den Flascheninhalt erst gegen die Umgebung abdichtet und ihn dann absaugt. Zu den konstruktiven Herausforderungen gehörte hier die Gestaltung der zylindrischen Führungselemente im Ventil. „Die Linearführung der Ventile muss schmiermittelfrei sein und auch bei den sehr hohen Taktraten eine lange Lebensdauer aufweisen“, erläutert Olaf Staave, Konstruktionsleiter von Rink. „Sie muss reinigungsfreundlich, korrosionsbeständig und beständig gegenüber den aggressiven Reinigungsmitteln sein, die aus Hygienegründen zum Einsatz kommen. Last but not least müssen bei der Paarung mit Edelstahl niedrige Reibwerte erzielt werden.“
Unter diesen Voraussetzungen entschieden sich die Rink-Konstrukteure für Drylin-Linear-Gleitlager vom Typ RJUM aus dem Igus-Programm. Die Lager bestehen aus einem Edelstahlgehäuse, das zusätzlich andere konstruktive Funktionen übernimmt, in das eine austauschbare Gleitfolie eingelegt ist. Bei dem Gleitwerkstoff Iglidur J handelt es sich um ein extrem verschleißfestes Hochleistungspolymer mit inkorporiertem Festschmierstoff, der sehr niedrige Reibwerte im Trockenlauf gewährleistet und eine gute Chemikalienbeständigkeit aufweist.
Wie verschleißfest der Polymerwerkstoff ist, demonstriert Olaf Staave an einem Ventilkolben, der 1,5 Mio. Lastspiele absolviert hat. Im Kolben sind optische Einlaufspuren zu erkennen; die Lineargleitfolie weist nahezu keinen Verschleiß auf, genau so wie die Wellenoberfläche. „Iglidur J ist resistent gegen die typischen Reinigungsmedien sowie dimensionsstabil auch in Gegenwart von Wasser und Dampf. Und selbst nach längerem Stillstand laufen die Anlage wieder problemlos an.“
In anderen Applikationen, beispielsweise beim Entkorken, sind die Drylin-Gleitlager zusätzlichen Anforderungen ausgesetzt. Hier wirken auch Querkräfte, wenn die Greifeinheit in den Kasten eintaucht. Auch diesen Einsatz meistern die wartungsfreien Lineargleitlager mit Bravour.
Einsatz in Kniehebelsystemen von Halshülsenentfernern
Arno Glatzel, der bei Rink in der Montage arbeitet und oft bei Inbetriebnahmen der Maschinen vor Ort ist, beobachtete, dass viele Abfüll- oder Spülbetriebe die Halshülsen – das ist der untere, an der Flasche verbleibende Teil von Schraubverschlüssen – von wiederverwendbaren Flaschen mit großem Aufwand manuell entfernen.
Kann man eine solche Aufgabe automatisieren? Diese Frage stellte sich Arno Glatzel und konstruierte – unterstützt von Olaf Staave – eine Maschine, die Halshülsen entfernt, ohne die Flasche zu beschädigen. Das Grundprinzip: Die Flasche wird direkt unterhalb des Gewindes und oberhalb der Hülse festgehalten und geklammert. Ein spezielles Messer ritzt unten am Flaschenhals die Hülse an, und der Klammergreifer schiebt dann die Hülse nach unten. Das Ergebnis: Die Hülse wird aufgeschlitzt und springt weg.
Auch in diesen Anlagen kommen Lager von Igus zum Einsatz. „Bei neuen Konstruktionen nutzen wir immer die Chance, innovative Wege zu gehen, und verwenden moderne Konstruktionselemente“, sagt Rink-Geschäftsführer Dr. Michael Bäcker. In diesem Fall sind das Iglidur-Gleitlager in den Kniehebelsystemen, die die Flaschen greifen, und Drylin-W-Führungselemente an der Handhabungseinheit, die das Vereinzeln der Flaschen übernimmt. Durch ihr Fest- und Loslager-Design können die Drylin-W-Führungselemente die Ungenauigkeiten der Schweißkonstruktion, in der sie montiert sind, ausgleichen und auch unter diesen Bedingungen eine sehr lange Lebensdauer erreichen.
Mit patentierten Halshülsenentfernern trifft Rink genau die Anforderungen des Marktes. „Obwohl es sich um einen sehr kostensensiblen Prozessschritt handelt, weil die Anwender die Investition in die Maschine nicht an ihre Kunden weitergeben können, haben wir schon zehn Maschinen gebaut und vor allem an Lohnabfüller verkauft“, erzählt Dr. Bäcker. „Was zählt ist die Flexibilität der Anlagen. Sie können ein großes Spektrum an Flaschen verarbeiten, und die Austausch- und Formatteile lassen sich schnell auswechseln.“ Auch die geringen Servicekosten durch den Einsatz der wartungsfreien Lager sind aus Kundensicht von Vorteil.
Ersatz von Bronzelagern in Kastenentkorkern bzw. -entschraubern
Bei einem anderen Anlagentyp, der Flaschen gleich kastenweise entkorkt bzw. entschraubt, senkt sich eine Haube mit einem austauschbaren Bearbeitungswerkzeug für Flaschen mit Kronenkorken bzw. Schraubverschlüssen auf den Kasten ab. Die Hauben weisen einen Hub von ca. 400 mm auf und führen bis zu 1200 Hübe pro Stunde aus. Da die Kästen oft nicht millimetergenau positioniert sind, ist mit mehr oder weniger hohen Querkräften zu rechnen. Beim zentralen Antrieb der Haube setzt Rink ebenfalls Drylin-Linear-Flanschlager ein. „Wir konnten hier Bronzelager substituieren, die zu hohen Kosten nach unserer Zeichnung gefertigt wurden. Durch das Kaufteil sparen wir Geld, und die Kunden schätzen die Wartungsfreiheit als großen Vorteil.“ Selbstverständlich sind diese offenliegenden Führungselemente unempfindlich gegenüber Reinigungsmitteln.
prozesstechnik-online.de/dei1213401
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