So individuell wie das Sortiment des Düsseldorfer Teeherstellers Teekanne ist auch das Sensorspektrum, das bei der Herstellung von Teebeuteln, Teekartons und Verpackungen zum Einsatz kommt. Doch während Tee als Pausen- und Wellness-Getränk immer beliebter wird, kennen die Lichtschranken, Kamerasysteme, Barcodescanner und anderen Sensoren in den Maschinen keine Tea Time.
Winfried Feldmann
Im Gegensatz zum Teegenuss ist die Teeproduktion beim Düsseldorfer Teehersteller Teekanne alles andere als entspannend. Die Teebeutelpackmaschinen arbeiten in Spitzenzeiten und abhängig von der Teesorte mit Taktraten bis 440 Teebeuteln pro Minute. Ausgehend von einer Durchschnittsleistung von 350 Einheiten pro Stunde sind das am Tag mehr als eine halbe Million Teebeutel nur auf einer Maschine. Und Teekanne hat natürlich nicht nur eine Maschine, sondern in den beiden Produktionshallen mit den bezeichnenden Namen Schwarzteehaus und Kräuterteehaus insgesamt 58 Teebeutelmaschinen unterschiedlicher Formate, wie z. B. Universal- und Heißsiegelmaschinen.
Der Besuch im Schwarzteehaus zeigt, wie vielfältig die Anforderungen der automatisierten Teeherstellung an die Anlagen sind – und damit auch an die Sensoren. Von der Faden-Feinerkennung bis zur Paletten-Positionierung reicht das Einsatzspektrum der unterschiedlichen Sick-Sensoren. Zahlreiche Prozessschritte sind erforderlich, bis die verschiedenen Teesorten mit ihren vielfältigen Geschmacks- und Wohlfühlaromen trinkfertig verarbeitet sind.
In den Teebeutelpackmaschinen, z. B. der Baureihe Perfecta, wird der noch lose Tee in Höchstgeschwindigkeit verarbeitet. Das von einer Rolle abgespulte Filterpapier wird zunächst mit einer Reflexionslichtschranke WL9 auf einen eventuellen Materialriss kontrolliert und dann in der Maschine zu einem Schlauch geformt. Vor dem Befüllen führen Lichtleitersensoren der Baureihe WLL12 eine Bahnkantenkontrolle durch, damit sich das Material nach dem Befüllen mit Tee einwandfrei durch Rändelung verschließen lässt. Die befüllte Filterpapierbahn wird mithilfe der Schaltsignale des Kontrasttasters KT5 auf Beutellänge geschnitten, die Boden- und Kopfform ausgebildet und anschließend der Etikett-Faden am Kopf angeknotet. Zur Detektion des Fadens wird ein Laser-Lichttaster WT12-L eingesetzt. Der kleine Lichtfleck und die kurze Ansprechzeit des Sensors stellen sicher, dass ein Fadenriss schnell und zuverlässig erkannt wird, was dazu führt, dass Beutel ohne Kopffaden automatisch ausgeschleust werden. Danach wird jeder einzelne Teebeutel mit einem Umhüllungsbeutel versehen und – z. B. beim Schwarztee Himbeer & Schokolade – 20erweise abgepackt.
Verpackungsvielfalt im Blick
Auch die Herstellung und der Transport der Verpackungen lässt sich nicht ohne sensorische Anwesenheits- und Formkontrollen bewältigen. In den Schachtelauffaltmaschinen fragen verschiedene WLL 12- Lichtleitersensoren einzelne Punkte der Verpackung ab und starten dann den punktgenauen Leimauftrag. Jede dieser Maschinen übergibt dann Verpackungen für eine bestimmte Teesorte auf ein Kunststoffkettenfördersystem. Die Reihenfolge ist nicht sortenrein, sondern vollkommen chaotisch: Die Schachteln für Fix-Mille, Teefix, Pompadour Gold, Ingwer-Limone, Earl Grey, Mild & Fein, Darjeeling, Klassisch & Pur sowie Himbeer & Schokolade laufen im bunten Mix über die Fördertechnik. Entwirrt wird das ganze dann an mehreren Sortiertischen. Damit die Verpackungen alle sortenrein an die richtige Teebeutelpackmaschine transportiert werden, werden sie mithilfe von Barcodescannern CLV 420 identifiziert und je nach Teesorte auf eine bestimmte Förderspur geschoben. Dies erfolgt durch Pneumatikzylinder, deren Kolbenbewegung von magnetischen Zylindersensoren des Typs MZT1 überwacht werden. Auf der Förderspur ist eine mechanische Konturkontrolle installiert, die sicherstellt, dass nur Schachteln mit vollständig offen stehendem Deckel weitertransportiert werden. Fehlerhafte Einheiten werden gestoppt und von der Stauüberwachung in Form von WL9-2-Lichtschranken gemeldet. Nachdem im Auslauf der Teebeutelpackmaschinen die Teebeutel in die Verpackungen eingesetzt und diese verschlossen wurden, geht es über die Fördertechnik zu den Tray-Kartonierern. Damit es auf dem Transport nicht zu Störungen durch Verpackungen mit defekten Kanten, offenem Deckel oder einem hervorstehenden Teebeutel kommt, wird jede Verpackung direkt nach dem Verschließen mithilfe von 2D-Smartkameras der Baureihe IVC-2D kontrolliert. Diese Kamerakontrolle ist aber nicht nur produktionstechnisch wichtig, sondern auch aus Gründen unseres eigenen Qualitätsanspruchs sowie wegen den Erwartungen im Handel, denn kaum jemand greift im Laden zu deformierten oder beschädigten Schachteln.
Teesorten reine Palettierung
Nachdem die einwandfreien Verpackungen sortenrein in Kartons und Trays weiterverpackt worden sind, erreichen sie über das Kunststoffkettenfördersystem schließlich den Palettierbereich. Hier versehen vier Roboter vollautomatisch ihre Aufgabe. Sie können gleichzeitig mehrere Teesorten auf separate Paletten laden. Unterstützt werden sie von Barcodescannern CLV420, die die chaotische Kartonfolge sortenrein auflösen und zum jeweiligen Roboter steuern. Dort sorgen weitere CLV420 dafür, dass die insgesamt sieben Übergabebahnen sortenrein gefüllt werden. Nachdem der Roboter die letzte Lage einer Palette abgeschlossen hat, wird diese aus dem umzäunten Roboterbereich hinaus auf einen Abholplatz transportiert und dessen Belegung durch einen Distanzsensor DS60 erkannt und gemeldet. Die Öffnung im Schutzzaun wird von Sicherheitslichtgittern gegen unbefugtes Betreten überwacht.
Halle B5, Stand 628
Online-Info www.dei.de/0909406
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