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Trockenlaufende Kunststoffgleitlager für harte Einsatzbedingungen

Optimieren Maschinen zum Entkorken und Abschrauben von Flaschenverschlüssen
Trockenlaufende Kunststoffgleitlager

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Die Konstrukteure der Rink GmbH & Co. KG wählen alle beweglichen Maschinenkomponenten mit großer Sorgfalt aus. Die Lager- und Antriebselemente werden hart beansprucht. Denn Rink baut Maschinen zum voll automatisierten Entkorken oder Abschrauben der Verschlüsse von Pfandflaschen, die mit einem Tempo von bis zu 60 000 Flaschen pro Stunde arbeiten. Unter diesen Bedingungen bewähren sich Iglidur-Kunststoffgleitlager von Igus.

Die Rink GmbH & Co. KG in Kreuztal/ Siegerland konzentriert sich auf die Entwicklung und Produktion von Anlagen, die Mehrwegflaschen für die Wiederverwendung vorbereiten. Das heißt: Die Maschinen entfernen Kronenkorken von Bier-, Wasser-, oder anderen Getränkeflaschen oder schrauben die Verschlüsse von Mehrwegflaschen ab, und das mit enormer Geschwindigkeit. Mehr als 50 % der Anlagen, die Rink ausliefert, entfernen die Korken und Verschlüsse gleich kastenweise mit zu bis zu 12 Kästen pro Takt und erreichen typische Leistungen von 50 000 bis 60 000 Flaschen pro Stunde.

Innerhalb von nur zweieinhalb Acht-Stunden-Schichten kann eine Maschine somit 1 Mio. Mehrwegflaschen entkorken, und das auf sehr kompaktem Bauraum. Alle bewegten Teile erreichen innerhalb kürzester Zeit sehr hohe Zykluszahlen und werden entsprechend hoch beansprucht. Neben diesen Anlagen baut Rink „Entkorker“ für kleinere Leistungen, die ebenfalls kastenweise arbeiten oder aber die Flaschen einzeln öffnen.

Für große Leistungen sind diese Maschinen als Rotationsentkorker ausgeführt. Dann nutzen sie ein von Rink entwickeltes walzenförmiges Werkzeug, das sich durch eine kontinuierliche Arbeitsweise beim Flaschenöffnen auszeichnet. Diese Maschinen entkorken bei einer Gesamtlänge von nur 2,4 m bis zu 4500 Kästen pro Stunde.

Igus-Gleitlager sind Standard

Aktuell besonders gefragt sind Rundläufermaschinen, die Einzelflaschen entschrauben. Konstruktionsleiter Olaf Staave: „Diese Maschinen brauchen in der Gesamtanlage zwar mehr Platz, der Anwender ist aber flexibler.“ Da diese Anforderung zunehmend auch bei höheren Durchsätzen gilt, hat Rink das Programm der vor acht Jahren erstmals vorgestellten Rundläufer nun erweitert und einen neuen Maschinentyp für das Entschrauben von bis zu 30 000 Einzelflaschen pro Stunde entwickelt.

Dass bei der Konstruktion dieser Maschine Gleitlager aus dem Programm des Motion Plastics-Spezialisten Igus verwendet wurden, ist für die Rink-Ingenieure selbstverständlich. Diese Gleitlager bieten sehr gute Gleiteigenschaften bei hoher Lebensdauer und eignen sich auch deshalb bestens für den Einsatz in der Getränkeindustrie. Sie sind zudem wartungsfrei und kommen
ohne Schmierstoffe aus.

Die Konstrukteure von Rink setzen ganz
unterschiedliche Igus-Lager in nahezu allen Maschinentypen ein und verwenden dabei auch unterschiedliche Iglidur-Werkstoffe. Für die neuen Rundläufer wurde u. a. eine Linearlagerung des Werkzeugkopfes benötigt, der den Rundlaufabschrauber wellenförmig auf und ab bewegt. Bei den kleineren Maschinen dieser Art kommen an dieser stark beanspruchten Lagerstelle Gleitlager aus dem Allround-Werkstoff Iglidur J zur Anwendung. Bei den neuen Modellen prüften die Konstrukteure auch Alternativen
wie Iglidur J200 und Iglidur E7 und sowohl Aluminium- als auch Edelstahlwellen zur Optimierung der Laufleistung.

Lebensdauer verdreifacht

Als ideale Werkstoffpaarung erwies sich in diesem Fall eine Edelstahlwelle in Kombination mit einem Lager aus Iglidur E7. „Die Lebensdauerberechnung hat gezeigt, dass die Umstellung von Iglidur J auf Iglidur E7 die Lebensdauer verdreifacht“, erklärt Olaf Staave. „Das passt genau zu unserer neuen Maschine, die im Vergleich zum Ausgangsmodell eine zwei- bis dreifach höhere Leistung erbringt.“

Igus liefert das Linearlager Drylin RJUM komplett mit der Lineargleitfolie JUM-01 und der Präzisions-Edelstahlwelle AWMP. Das ist aus Sicht von Igus eine ganz „klassische“ Materialpaarung, die nicht nur in Bezug auf Lebensdauer und Verfügbarkeit überzeugt. „Die Berechnung hat auch einen sehr günstigen Reibkoeffizienten ergeben“, erinnert sich Olaf Staave. „Das können wir bestätigen: Die Stromaufnahme der Antriebe ist in der Tat sehr niedrig.“ In der gleichen Baugruppe kommt auch ein Linearlager mit Edelstahlwelle zur Anwendung, bei dem sich Rink ebenfalls für einen Wechsel von Iglidur J auf Iglidur E7 entschied.

Erfolgreiche Lageroptimierung

In einem anderen Projekt optimierten die Entwickler bei Rink ebenfalls die Lagerstelle. Hier handelt es sich um einen sehr kompakten Abschraubkopf, der in Kästen mit kleiner Teilung für Kleingebinde eintaucht. In der Lineareinheit für die Eintauchbewegung kommen nun Gleitlager aus dem Hochleistungspolymer Iglidur Z zum Einsatz, nachdem die ersten Abschraubköpfe noch mit Lagern aus Iglidur J und Iglidur W300 ausgestattet waren. Es galt, die Performance aufgrund der höheren Anforderungen, deutlich zu verbessern. Das Ergebnis beschreibt Olaf Staave: „Die Kopflagerung
ist außerordentlich verschleißfest und die Anwender sind sehr zufrieden.“

Standfester Kolbenführungsring

In einem dritten Anwendungsbeispiel für die Optimierung von Lagerungen befassten sich die Konstrukteure mit einem Ventil, das in den Anlagen zur Entleerung von Flaschen zum Einsatz kommt. Der Maschinenkopf mit den Ventilen fährt in den Kasten ein, die Ventile dichten ab, bauen Druck auf und pressen die Flüssigkeit heraus. Dadurch lässt sich – im Vergleich zum Absaugen – Schaumbildung vermeiden. Aufgrund der Höhenanpassung ist eine vertikale Bewegung der Ventile mit entsprechender Abdichtung erforderlich. Ursprünglich verwendete Rink für diese Aufgabe klassische Kolbenführungsringe für die Hydraulikzylinder, die oftmals nicht die gewünschte Standfestigkeit aufbrachten. Jetzt kommt ein Kolbenring aus Iglidur J zum Einsatz. Das Hochleistungspolymer ist chemikalienbeständig und zeichnet sich durch geringe Feuchtigkeitsaufnahme aus. „Außerdem lässt sich der Kolbenring aus Iglidur J einfach montieren und ist rückwärtskompatibel einsetzbar“, erklärt Olaf Staave. „Wir mussten also die Umgebungskonstruktion nicht ändern und können auch vorhandene Anlagen nachrüsten. Diese Lager sind nun seit zwei Jahren unser Standard.“

www.prozesstechnik-online.de

Suchwort: Igus


Autor: Lars Braun

Leiter Branchenmanagement Verpackungstechnik,

Igus



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