Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Teile

Die Develey Senf & Feinkost GmbH gilt als größter deutscher Senfhersteller und hält einen Anteil von gut 30 % am Senfmarkt. Auf einer zehn Jahre alten Anlage produzierte der Feinkostspezialist pro Jahr rund 35 Mio. Senfbehälter-Einheiten. Um auch für die Herausforderungen der Zukunft gerüstet zu sein, suchte das Unterhachinger Unternehmen nach einer neuen Verpackungslösung. Vor diesem Hintergrund nahm Develey im Jahr 2006 Kontakt mit den Unternehmen Weidenhammer Plastic Packaging, Waldorf Technik, Kebo und Demag auf.

Hochwertig und leicht – mit diesen drei Worten lässt sich das Konzept umreißen, das Weidenhammer Plastic Packaging für den Develey erarbeitete. Dank eines extrem dünnwandigen Polypropylen-Bechers mit einem Label aus Papier, konnten ganze zwei Gramm abgespeckt werden – für Develey ein schlagkräftiges Zusatzargument hinsichtlich der Kosten, die dem Unternehmen über das Duale System Deutschland (DSD) ohnehin entstanden. Die galt es zu eliminieren. Bei einem Investitionsvolumen von 650 000 Euro ein Rechenexempel, das bei der endgültigen Vergabe des Auftrags ebenso überzeugen konnte wie die Kompetenz von Weidenhammer.

Maurizio Conte, der Operations Manager von Weidenhammer Plastic Packaging, ist davon überzeugt, dass der leichte Polypropylen-Senfbecher mit Papierlabel eine Signalwirkung auf den Markt haben wird. Denn neben den geringeren DSD-Entsorgungsgebühren profitiert Develey von einer weiteren Kostenersparnis zwischen 10 und 15 %, die sich aus dem Austausch des herkömmlichen Kunststofflabels gegen ein Papierlabel ergeben. Für Weidenhammer, deren Domäne die Kunststoffverpackung ist, steht jedoch diese Preisreduzierung nicht an erster Stelle. Wichtiger sei es, dem Kunden in der Relation zu einem geringen Einstandspreis eine Ersatzinvestition mit innovativen Möglichkeiten und Marketingspielräumen gestaltet zu haben, die gut zehn Jahre im Einsatz sein wird, betont Conte. Voraussetzung für den Erfolg der neuen Verpackungslösung war das perfekte Zusammenspiel Werkzeug, Maschine, Label und Anlagenautomation.

Für den Bau des Werkzeugs für die Spritzgießmaschine zeichnete das Schweizer Unternehmen Kebo verantwortlich. Es stand vor der Aufgabe, den Zyklus des Vorgängermodells, das mit einem deutlich kleineren Werkzeug bestückt war und in das kein Label eingelegt wurde, zu halten. Zudem verlangt die Verarbeitung des Werkstoffs Papier eine extreme Genauigkeit im Bereich weniger µm. Ein echtes Novum stellten außerdem acht Kavitäten dar. Trotz umfassender Erfahrungswerte, die die Kebo-Spezialisten bereits bei einem anderen Papier-Projekt erworben hatte, erforderte der Develey-Auftrag diverse Tests sowie die Anpassung des TE-Bandes, bis von Perfektion die Rede sein konnte. „Das Konzept, die Wandstärke massiv zu reduzieren, so dass sie mitsamt Etikett bei einer Toleranz von ±2 % gerade noch 0,39 mm misst, verlangt nach einer sehr gleichmäßigen Ausspritzung“, erläutert Thomas Fehr, Projektmanager bei Kebo. „Da die Ausspritzung von unten her erfolgt – der Boden misst dabei 0,42 mm – und der komplette Ring am anderen Ende des Bechers mit seinen Rillen genauso ebenmäßig gefüllt werden muss, ergibt sich hier eine Herausforderung bei immerhin acht Kavitäten.“ Diese kann nur über einen optimal angepassten Heißkanal erreicht werden. Eine weiteres Problem stellte die Haltefunktion für die Papierlabel im Werkzeug dar. Gelöst werden konnte es durch dünne Vakuumkanäle. Sie sind dafür verantwortlich, dass das Label exakt im Werkzeug platziert wird. Auch auf den ersten Blick nebensächliche Eigenschaften des Papiers, wie dessen Qualität, Faserrichtung etc. entpuppen sich beim Handling als entscheidende Faktoren.

Bei der Spritzgießmaschine fiel die Wahl auf eine EL-Exis S 350/810 – 1450 von Demag. Ausschlaggebend für die Anschaffung waren die bei dieser Maschinengeneration verbesserte Steuerung bzw. Regelung und Schnelligkeit. Hinzu kam die Standfestigkeit der Spritzgießmaschine, die ein Festkeilen überflüssig machte.

Der Wechsel von Kunststoff zu Papier ist nach den Worten von Willem Veerman, Vice President Packaging von Demag, nicht unproblematisch: „Die Verbindung mit dem Papierlabel beeinflusst das Zusammenspiel von Werkzeug und Maschine nachhaltig und hat auch Auswirkungen auf Parameter wie Spritzgeschwindigkeit oder -druck. Die Erwartungen an die Maschine steigen bei solch einem Projekt über den Standard hinaus.“ Und zum Standard zählen Einspritzgeschwindigkeiten von 1000 mm/s, Einspritzdrücke von 2000 bar spezifisch sowie eine Prozesskonstanz von ±0,05 %. Maschine und Werkzeug werden angepasst, nachdem die Schließkraft, die im Fall der Develey-Anlage 350 t beträgt, berechnet wurde. Bei diesem Auftrag kommt eine mittlere Spritzeinheit zum Einsatz.

Die Einlage der Papierlabel und die Entnahme der fertigen PP-Becher erfolgt mithilfe von Robotern von Waldorf Technik. Im Unterschied zum Werkzeug sind sie nicht fest mit der Maschine verbunden, sondern selbststehende Einheiten. Wolfgang Czizegg, CEO von Waldorf Technik, betont die Relevanz des präzise eingelegten Labels: „Wäre es nicht exakt in Position, so wäre die Grafik und die integrierte Füllstandskontrolle gestört.“ Die Robotersysteme garantieren eine Positioniergenauigkeit von ±0,2 mm und zwar achtfach auf allen Kavitäten. Das Label wird am Dummykern mittels spezifisch ausgeprägter Vakuumrillen angesaugt, bevor der Arm mit den Dummykernen ins Werkzeug einfährt. Die Öffnungsweite beträgt in diesem Fall die dreifache Becherhöhe plus die Stärke des Handlingarms. „Trotz der erhöhten Anzahl der Kavitäten, dem Vorgang des Einlegens sowie der Einfahrzeit des Roboters konnten wir die Zykluszeit des Vorgängermodells halten“, freut sich Czizegg. Weiterer Pluspunkt: Da der Roboter in zwei Magazinebenen arbeitet, ist ein Designwechsel ohne Produktionsunterbrechung möglich; ferner legt das Gerät die acht Labels als Banderole zeitgleich zur Entnahme der acht Fertigteile ein. Die zweimal vier Becher in der Horizontalen werden nach dem Herausnehmen einfach abgestapelt, da ihre Befüllung extern erfolgt. Es bleibt dem Anwender überlassen, in welchen Stückzahlen günstig-stenfalls in Beutel und Kartonage abgepackt werden soll.

„Angestrebt war eine möglichst geringe Beeinflussung der Zykluszeit“, erläutert Czizegg. „Der gesamte Prozess im Werkzeugraum, also vom Labeln bis zur Entnahme, benötigt keine 1,5 s.“ Selbstverständlich besitzt das System einen Sicherheitsmechanismus, der dafür Sorge trägt, dass alle Kerne mit Labels versehen werden. Andernfalls bekommt die Prozessregelung ein Negativsignal. Des Weiteren profitiert Develey von der Flexibilität der neuen Anlage. Sie bietet die Möglichkeit, bei Bedarf auch andere In-Mould-Labelling-Gebinde mit einem Fassungsvermögen von bis zu 1 l zu produzieren.

Wie überall in der Lebensmittelindustrie spielt auch bei der Produktion und Abfüllung von Senf die Hygiene eine entscheidende Rolle. Bei Develey herrschen Sauberraum-Bedingungen. Das heißt: Man arbeitet mit ölfreier Druckluft, die Hände werden stets desinfiziert und staubfreies Arbeiten genießt Priorität. Die fertig gelabelten Becher kommen bei einer Verfahrenstemperatur von über 240 °C ohnehin clean (und gekühlt) aus der Maschine. Sie gelangen mithilfe der Waldorf-Roboter auf das Förderband und von dort aus auf direktem Weg in Beutel und Kartons.

Beim Abstapeln zeigt sich, dass die konisch geformten Becher weder saugen noch verkleben. Die Becher sind nicht zu eng und die Rauigkeit des Papiers verhindert ein Verkleben. Da das Label nicht zu 360° umläuft, sondern einen, als Füllstandsanzeiger gedachten Sichtspalt frei lässt, sorgt dieser obendrein für ein Unterlüften. All diese Faktoren machen ein müheloses Entstapeln und einfaches Handling des neuen Bechers möglich.

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Develey Senf & Feinkost GmbH