Polymerlager

Sonderlösung erhöht Standzeiten

Neues Zweikomponenten-Polymerlager für Klemmsterne in der Getränkeabfüllung
Das neue Zweikomponenten-Lager von igus, speziell für Krones entwickelt, ist eine Variante aus Polymerlager und Rolle. Es gewährleistet leichtgängige und verschleißfreie Bewegungen an der teuren PEEK-Drehachse.
Damit das Handling bei der Abfüllung unterschiedlich großer Glas- und PET-Flaschen schnell und zuverlässig geschieht, spielen in komplexen Getränkeabfülllinien sogenannte Klemmsterne eine wesentliche Rolle. Vor allem im oberen Leistungsbereich sind sie sehr hohen Belastungen ausgesetzt. Seit sie mit Zweikomponenten-Kunststoffrollen von Igus ausgerüstet worden sind, hat sich ihre Standzeit nahezu verdoppelt.

Sudhaus, Filtration, Abfüllung, Logistik – wir realisieren nicht nur komplette Brauereien, sondern sind weltweit in der Getränkebranche zu Hause“, erläutert Jürgen Steimmer, Gruppenleiter Etikettiertechnik, Behältergarnituren und Sondersterne der Krones AG, Neutraubling, einem weltweit führenden Anbieter von Getränkeabfüll- und Verpackungstechnik. „Die Nachfrage nach Komplettlösungen steigt. Wir bedienen dabei die gesamte Wertschöpfungskette unserer Kunden von der Getränkeproduktion bis hin zur Warenverteilung.“

Weltweit tranken die Menschen 2008 etwa 208 Mrd. Liter verpacktes Wasser. Mit einem Anteil von 23,4 Prozent hat Wasser damit kohlesäurehaltige Erfrischungsgetränke als beliebtestes Getränk abgelöst.

Rund 40 Prozent des insgesamt abgefüllten Getränkevolumens weltweit werden in Behältern aus PET verpackt, Tendenz steigend. Damit liegt PET deutlich vor Verpackungsmaterialien aus Glas, in die rund ein Viertel aller Getränke flossen.

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Krones ist in diesem Umfeld ein Global Player. Beispiel: Inspektions-, Füll- und Etikettiertechnik von Glas- und PET-Flaschen. Hier beweisen sogenannte Klemmsterne ihre Leistungsfähigkeit. Ihr Einsatzgebiet ist vor allem die Inspektionstechnik. Auf einem Karussell werden die Flaschen in rasanter Geschwindigkeit an Kameras vorbeigeführt. Diese prüfen nicht nur Zustand und Art der Einzelflasche, sondern erkennen auch, ob sich noch Verschmutzungen darin befinden. Anschließend werden die Flaschen über einen Klemmstern an andere Bereiche weitergegeben.

Solche Klemmsterne gibt es in vier unterschiedlichen Sternteilkreisdurchmessern. Sie sind z.B. in Anlagen für große Brauereien oder Mineralwasserabfüller interessant, die viele unterschiedliche Flaschengrößen handhaben müssen. Da ein Klemmstern eine Durchmessertoleranz von 20 mm ausgleicht, greift er nicht allein eine bestimmte Flaschengröße. Er muss also nicht gewechselt werden und spart so den Abfüllbetrieben Umrüstzeiten und damit Kosten. „Die Sterne sind in den Maschinen permanent im Einsatz. Ihre Standzeit war aber früher begrenzt“, blickt Jürgen Steimmer zurück. „Deshalb mussten wir hier dringend Abhilfe schaffen.“
Genau das hat Krones gemeinsam gemacht mit dem Polymerlager-Spezialisten Igus GmbH, Köln. Die Neutraublinger arbeiten bereits seit fast 20 Jahren mit Igus zusammen.

Innen Spezialkunststoff, außen TPU

Gemeinsam haben Krones und Igus für den Klemmstern eine Lösung erarbeitet, um dessen Standzeit deutlich zu verlängern. Dazu kommen seit rund zwei Jahren in den Federklammern Zweikomponentenrollen jetzt zum Einsatz. Für das innen liegende Lager wurde der Polymerwerkstoff „iglidur J“ gewählt, der sich seit Jahren in allen industriellen Bereichen der Verpackungs- und Abfülltechnik bewährt. Das Außenmaterial besteht aus einem TPU-Mantel. Diese neue Zweikomponenten-Variante hat sich für die Anforderungen als ideale Lösung herausgestellt. Sie minimiert den Verschleiß und sorgt für noch längere Maschinenlaufzeiten.

Ein Klemmstern kann je nach Durchmesser aus vier, acht, zwölf, achtzehn bis hin zu 24 Teilen bestehen. Zwischen den Klammerpaketen geht eine PEEK-Drehachse durch, die – über einen Steuerbolzen angesteuert – für das Öffnen und Schließen der Klammer sorgt. „Speziell die Rollen sind früher zu schnell verschlissen, so dass die Kunden den Klemmstern relativ häufig überholen mussten“, berichtet Jürgen Steimmer. Ihre Abfüllanlagen standen dann still, die Anzahl der Reklamationen häuften sich. Oft hatten sich die Kunden dann einen zweiten Stern auf Lager gelegt, um ihn im Notfall schnell auszuwechseln. Das war natürlich mit Mehrkosten verbunden, die sie nicht übernehmen wollten.

Der Klemmstern wird im Betriebsalltag von Brauereien hoch belastet. Im oberen Leistungsbereich werden in großen Brauereien bis zu 66.000 Flaschen pro Stunde durchgeschleust, was bedeutet, es kommt stündlich zu 66.000 Öffnungs- und Schließvorgängen. Um die Lebensdauer der Rollen zu erhöhen, wurden daher zahlreiche Versuche mit einer Reihe von Materialien durchgeführt. „Wir hatten zunächst verschiedene Kunststofflieferanten kontaktiert“, blickt Jürgen Steimmer zurück. „Aber die Ergebnisse waren nicht zufriedenstellend. Entweder verschlissen die Rollen noch stärker oder die Drehachse. Erst als wir Igus ins Boot holten, kamen wir allmählich der Problemlösung näher.“

Eine neue Zweikomponenten-Variante mit einem guten Reibwert innen und einem schlechten Reibwert außen führte zum Ergebnis. Das „iglidur J“-Innenlager mit TPU-Außenmantel dreht sich heute leichtgängig und vor allem verschleißfrei an der Achse und sorgt für reibungslosen Betrieb. „Wir haben nun keinerlei Reklamationen mehr“, bestätigt Jürgen Steimmer, „die Lebensdauer ist deutlich verlängert.“

Alles tribologisch optimiert

Das Zweikomponenten-Lager wurde nahezu ein Jahr lang getestet, ehe es in die ersten Anlagen von Krones eingebaut wurde. Geliefert werden die tribo-optimierten Kunststoffrollen in sechs unterschiedlichen Baugrößen. Das hat etwas mit der Größe der Flaschen und damit dem Öffnungswinkel der Klammern zu tun.

Nicht nur Kundenanforderungen, auch Normungen und Zulassungen ändern sich ständig. Darauf müssen Lieferanten reagieren. Technische Verbesserungen, davon sind beide Partner überzeugt, entstehen dabei am besten im ständigen Dialog. Tobias Vogel, Vertriebsleiter Gleitlager von Igus: „Wir liefern bereits seit vielen Jahren Sonderlösungen für die Maschinen und Anlagen des Hauses Krones.“ Hinsichtlich Verschleiß und Abrieb, Beständigkeit und Lebensdauer gebe es permanent etwas zu modifizieren. So hat das Unternehmen beispielsweise auch mit seinen wartungsfreien Spindellinearsystemen viele Aufgaben in der Vergangenheit gelöst. In den Getränkeabfüll- und Verpackungsmaschinen von Krones sind heute zahlreiche kundenspezifische Teile verbaut. Entstanden aus dem 29 Standardwerkstoffe zählenden Katalogprogramm von Igus sind diese auch heute noch – teilweise in modifizierter Form – im Einsatz.

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