Maier Packaging: Alles in Butter

Peter Fuhlendorf

Die Maier Packaging GmbH aus dem bayerischen Grassau hat sich eine führende Marktstellung im Bereich der Banderoliertechnik erarbeitet. Die Maschinen banderolieren ohne zusätzliche Werkzeugbewegungen Plastikbecher mit beliebiger Form während des Tiefziehvorgangs. Mit kompletten Form-Füll-Verschließanlagen bietet der Mittelständler außerdem Lösungen beispielsweise für die Inline-Verarbeitung von Margarine zum verkaufsfertigen Endprodukt. Die Grenzen Deutschlands hat Maier dabei schon lange überschritten und Anlagen nach Brasilien, Russland, Österreich und Israel geliefert.

Der Abfüll- und Verpackungsmaschinenspezialist konstruiert und baut nicht nur komplette Anlagen, sondern stellt auch maßgeschneiderte Maschinenstationen für Endanwender her, die in deren vorhandenen Maschinenpark eingebaut werden. So realisierte Maier Packaging für einen führenden Hersteller von Portionsbutter eine hocheffiziente Dosierstation. Portionsbutter wird beispielsweise bei der Veredelung von Tiefkühlgemüse eingesetzt. Weitere Abnehmer sind Großküchen und andere Großverbraucher. Bei der Realisierung der Dosierstation setzte das Unternehmen auf innovative Rexroth-Produkte.

Der Dosierprozess dauert etwa 2 s, wobei die Butter durch 56 Düsen auf ein Förderband gedrückt wird. Letzteres transportiert pro Stunde über 90 000 Butterportionen in einen Kühltunnel, wo diese bei -60 °C gefrostet werden. Die Butterstücke werden anschließend durch einen vertikalen Flow Wrapper in Großgebinde verpackt und bei ununterbrochener Kühlkette an die Endabnehmer geliefert.

Eine Steigerung der Produktivität um 40 %, das war das Ziel, das der Hersteller von Portionsbutter mit der neuen Anlage verband. Die Ausmaße der Anlage gab der bereits vorhandene Kühltunnel mit einer Breite von rund 2500 mm vor. Weitere Forderungen waren: Robuste Ausführung, reinigungsfreundliches Design und Eignung für CIP-Prozesse.

Herzstück der Dosierstation ist der Düsenblock mit den 56 Düsen sowie das Dosierwerk. Während des Dosierprozesses bewegen sich die Düsen nach oben und das Dosierwerk drückt gleichzeitig die Kolben durch die mit Butter gefüllten Zylinder nach unten. Bei Befüllen der Dosierkolben laufen diese Bewegungen in umgekehrter Richtung ab. „Für diese Relativbewegung setzen wir Kugelgewindetriebe mit angetriebenen Muttern ein“, erklärt Wolfgang Fechter, der bei Maier Packaging als Kons-trukteur die Entwicklung des Dosiersystems betreut hat. „Auf diese Weise haben wir Platz für mehr Düsen gewonnen. Und dies unter Beibehaltung einer robusten und hochdynamischen Mechanik.“

Bei den Kugelgewindetrieben von Rexroth ist die Spindel an mindestens einem Ende fest eingespannt. Die Positionierung erfolgt über die mit AC-Servo und Zahnriemen angetriebene Mutter. Bei der Dosierstation für Portionsbutter übernehmen sechs dieser mechanischen Antriebe die vertikalen Bewegungen des Düsenblocks und des Dosierwerkes. Die insgesamt drei Achsen werden von hochdynamischen Rexroth-Servomotoren und -Reglern angetrieben.

Vorteil der angetriebenen Muttern ist, dass bauartbedingt wesentlich höhere Drehzahlen gefahren werden können, da die Spindel nicht rotiert. Das heißt: Von ihr können keine Erregerfrequenzen für Resonanzschwingungen ausgehen. Das Ergebnis: Die erreichbare Geschwindigkeit kann um den Faktor Zehn steigen und erreicht beispielsweise bei Spindeln mit 5 m Länge bis zu 2,5 m/s. Lediglich die Leistungsdaten der Wälzlager und der Antriebe begrenzen die Geschwindigkeiten.

Die in der von Maier entwickelten Dosierstation eingesetzten Spindeln haben sehr geringe Hübe zu leisten. Vier Kugelgewindetriebe 50 x 10 bewegen das Dosierwerk um 140 mm und zwei Spindeln 32 x 10 die Dosierkolben um 40 mm. Die Taktfrequenz stellt sehr hohe Anforderungen an die Mechanik, zumal die Hübe zu kurz für eine vollständige Mutterumdrehung sind. „Wir haben gemeinsam mit Rexroth die Dimensionierung und die notwendigen Schmierhübe berechnet und über unsere Steuerung die notwendigen Vorkehrungen getroffen“, so Fechter. Die Steuerung fährt bei ununterbrochener Produktion in regelmäßigen Abständen einen Wartungshub von bis zu 250 mm. Ein patentierter, gemeinsamer Schmieranschluss für die Mutter und das doppelreihige Schrägkugellager sorgt bei diesem System für einen geringen Wartungsaufwand und verhindert Verschmutzungen. Jede Produktionspause, beispielsweise durch Produktumstellung, nutzt die Station selbstständig, um über das Abfahren der gesamten Spindellänge die Schmierung sicherzustellen.

Die Spindel selbst kann beim Einsatz einer Flüssigkeitskühlung hohl ausgeführt werden. Der Anwender kann dabei aus dem umfangreichen Rexroth-Programm Durchmesser, Steigungen und Längen konfigurieren. Ein breites Spektrum an Riemenvorgelege, AC-Servomotoren sowie Antriebsregelung machen aus dieser Baugruppe einbaufertige Antriebseinheiten für hochdynamische Anwendungen. Die Erzeugung einer bestimmten Anzahl von Butterportionen pro Zeiteinheit war aber nur eine Forderung, der sich Maier Packaging zu stellen hatte. „Denn der Kunde produziert nicht nur verschiedene Buttersorten, sondern auch eine Vielzahl von unterschiedlichen Portionsformen“, erläutert Fechter. So müssen die Alpen- und Kräuterbutterportionen teilweise in dekorativen Formen, beispielsweise als Rosette, erzeugt werden. Was der Konditor oder der Meisterkoch per Hand liebevoll einzeln mithilfe einer Spritztüte verziert, muss die Dosierstation für stündlich mehr als 90 000 Portionen automatisch erledigen. Die Düsen werden dazu über eine Zahnstange während des Dosierens gedreht.

Aber auch funktionale Formen wie eine halbmondförmige Sandwichbutter, gehören zum Aufgabenspektrum der Dosierstation. Großküchen nutzen sie beispielsweise um Brezeln zu belegen. „Im Unterschied zu der bereits vorhandenen Dosierstation hat unsere neue Dosieranlage in der Tat eine um 40 % höhere Produktivität“, resümiert Fechter. „Wichtiger jedoch ist die hohe Flexibilität und Zuverlässigkeit der Lösung.“

Halle 6, Stand A54

dei 432

Weitere Informationen zu den Kugelgewindetrieben mit angetriebener Mutter

Maier Packaging GmbH