Das läuft wie Bier vom Fass

Vier Abfüllanlagen für Flaschen zählt die Brauerei C. & A. Veltins am Standort im sauerländischen Grevenstein bei Meschede. 2007 in Betrieb gegangen, hat die jüngste in diesem Quartett eine Produktivität von 60 000 Flaschen in der Stunde. Sie ist damit auch die produktivste. Angesichts dieser hohen Ausstoßmenge erreicht die Produktion nach Erfahrung des Abfüllbereichs mittlerweile physikalische Grenzbereiche. Hierzu zählen vor allem Beschleunigungs- und Fliehkräfte, die ab einer gewissen Stärke die Flaschen unweigerlich zum Kippen bringen würden. Dieser Aspekt wirkt sich vor allem auf die Prozesse aus, die vor und nach dem Abfüller liegen. Die Flascheninspektion etwa muss bis zu 70 000 Flaschen in der Stunde schaffen, damit der Nachschub für den Abfüller immer gesichert ist. Ähnlich verhält es sich beim Materialfluss der gefüllten Flaschen. Hier darf es keinen Stau geben. Für die Abfüll- und Fördertechnik zählt angesichts der anspruchsvollen Rahmenbedingungen die maximale Verfügbarkeit rund um die Uhr. Je nach Saison produziert Veltins dreischichtig, in Spitzenzeiten auch am Samstag.

Für den Materialfluss setzt Veltins dezentrale Movigear-Antriebe von SEW-Eurodrive ein. Die Abfüllanlage umfasst 176 der kompakten, mechatronischen Einheiten im Kasten- und Flaschentransport. Diese integrierten Antriebe bestehen aus Motor, Getriebe und Elektronik. Sie wurden auf die spezifischen Anforderungen in Fördereinrichtungen zugeschnitten. Weil gerade dort Bauraum immer knapp ist, sind die Einheiten kompakter als vergleichbare dezentrale Lösungen. So kommen Synchronmotoren statt Asynchronmotoren zum Einsatz. Die höhere Leistungsdichte macht die Antriebe kleiner und die permanenterregten Motoren haben dazu noch ein höheres Überlastdrehmoment. Die direkte Folge: Movigear lässt sich innerhalb einer Standardisierung sehr flexibel einsetzen, ohne dass der Antrieb überdimensioniert werden muss. Abgesehen davon haben Synchronmotoren im Vergleich zu Standarddrehstrommotoren auch eine höhere Energieeffizienz. Die Einsparpotenziale liegen im Branchendurchschnitt bei 30 bis 50 %.

2007 setzte Veltins als erste Brauerei Movigear ein – damals noch als Pilotanlage. Neben der hohen Energieeffizienz war auch die Sauberkeit ein wichtiges Argument. Hier punkten die einbaufertigen Einheiten in IP 65 durch ihr Hygienic Design mit glatten, beschichteten Oberflächen. „Hygiene ist für uns ein riesiges Thema. Deshalb muss sich die gesamte Technik gut reinigen lassen“, fasst der Veltins-Technik-Geschäftsführer Walter Bauer zusammen.

Neben der hygienischen Außengeometrie von Movigear sorgt auch der hohe Wirkungsgrad des Systems für buchstäblich sauberen Betrieb. Der Hintergrund: Aufgrund des hohen Wirkungsgrades mit entsprechend geringer Verlustwärme arbeitet Movigear über den gesamten Drehzahlstellbereich ohne zusätzlichen Lüfter. Dieses verhindert die Verwirbelung von Keimen in der Produktionsumgebung. Ebenfalls positiv wirkt sich die Installation mit nur einem Kabel aus. Das spart Platz in Kabelkanälen und bietet weniger Möglichkeiten für Schmutznester. Die mechatronischen Antriebseinheiten sind in Linie miteinander verbunden und benötigen keinen gesonderten Schaltschrank.

Die Grundlage für diese Linienarchitektur bildet die Single Line Network Installation (SNI) von SEW-Eurodrive, mit der der komplette Flaschen- und Kastenbereich ausgestattet wurde. Hierbei wird über eine bestehende Installation eine Trägerfrequenz mit aufmodulierten Datensignalen geleitet. Eine Standardleitung mit vier Adern und Schirm wird von einem Movigear zum nächsten durchgeschleift. Sie beinhaltet neben der Leistungsversorgung der Motoren auch die komplette Kommunikation.

Bis zu zehn Antriebe lassen sich auf einer Strecke bis 100 m zu einem Strang verbinden – eine ausreichende Länge selbst für die weit ausgedehnten Anlagen einer Brauerei. Als Master nutzt Veltins die dezentralen Einspeiseknoten Movifit SNI, die in Grevenstein – ebenso wie die Antriebe – direkt in der Anlage platziert sind, also außerhalb des Schaltschranks. Veltins schätzt bei diesem Aufbau, dass sich die Antriebselektronik direkt in Motornähe befindet. Der sparsame Umgang mit der Ressource Platz ist bei Veltins auf der Topographie immer ein Thema.

Sparsamkeit ist auch im Umgang mit Produktionsflächen bei der Bevorratung von Ersatzteilen geboten. Sie ist wichtig, um bei Reparaturen alles Notwendige schnell zur Hand zu haben. Standardisierung senkt die Variantenvielfalt und bringt in der Folge weitere Einsparpotenziale mit. Dazu zählen unter anderem das Datenhandling, die Stücklisten und vor allem die Lagerhaltung. Aufgrund der hohen Verfügbarkeit, die die Abfüllanlagen bei Veltins gewährleisten müssen, ist die eigene Ersatzteilbevorratung ein wichtiges Thema. Je höher die Varianz, desto mehr Platz wird benötigt und je üppiger schlägt das investierte Kapital zu Buche. Das Ganze bekommt bei Veltins noch einen weiteren Multiplikator, weil die vier Flaschenabfüllanlagen wachstumsbedingt alle ein anderes Baujahr haben – mit unterschiedlichen Entwicklungsgenerationen bei der Antriebs- und Steuerungstechnik.

Aus diesem Grund achtete SEW-Eurodrive bei der Entwicklung des Movigear sehr darauf, so wenig Varianten wie nur möglich auf den Markt zu bringen. Bestand die anfängliche Devise darin, nur einen Typ für alles zu konzipieren, gibt es heute aus Energieeffizienzgründen zwei Ausführungen mit Nenndrehmomenten von 200 und 400 Nm. Diese Abstufung resultiert unter anderem aus den typischen Einsatzgebieten in der Getränkeindustrie mit unterschiedlichen Drehmomentforderungen (Flaschen- und Kastentransport). Unterstützung findet die Standardisierung auch in der Kommunikation. Das mechatronische Antriebssystem ist so ausgelegt, dass es flexibel innerhalb verschiedener Kommunikationsinfrastrukturen eingesetzt werden kann, z. B. Profibus, Profinet oder Ethernet TCP/IP.

Ein Motor in der Wirkungsgradklasse IE4, ein effizientes Getriebe und die integrierte Elektronik – mit diesen optimal aufeinander abgestimmten Komponenten hat Veltins eine Antriebslösung mit sehr hohem Systemwirkungsgrad im Einsatz. Sie arbeitet energetisch optimiert und bringt auch ein hohes Maß an Standardisierung mit sich. Seitdem läuft die Anlage bereits 35 600 Betriebsstunden. In dieser Zeit wurden etwa 1 060 000 000 Flaschen mit Movigear abgefüllt. Der Instandhaltungsbereich der Brauerei bescheinigt dem Movigear darüber hinaus eine sehr gute Servicefreundlichkeit, weil sie nach dem Einbau durch verlässlichen Betrieb nie wieder aufgefallen sind.

Marktmanager,

SEW-Eurodrive