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<strong>Gleitlager</strong> – Eine medienbeständige Lagerbox zu finden, die den enorm hohen Hubzyklen eines Zylinders standhält, war für Hermann Klarl und sein Konstruktionsteam nicht einfach. Aber er wurde fündig.

11. April 2008

Über Wachstum und Erfolg verliert Hermann Klarl wenig Worte. Das braucht der Abteilungsleiter in der Sparte Fülltechnik bei Krones auch nicht. Seine Sache ist in erster Linie die funktionierende Technik. Schließlich spricht die Marke Krones für sich und der Standort Neutraubling bei Regensburg sagt mehr als tausend Marketingworte. Der Ort vor den Toren des Regensburger Weltkulturerbes beheimatet einen Vorzeigebetrieb des deutschen Maschinenbaus. Krones wächst, aber platzt dank der permanenten Investitionen in den Standort Deutschland nicht aus allen Nähten.

Gefertigt wird in großzügigen Fabrikhallen, wo ein Rundgang Globalisierung dokumentiert. Hier entstehen Abfüllanlagen für bekannte Getränkemarken in Deutschland, Europa und den USA. Vom Firmensitz in Neutraubling treten die Krones-Anlagen aber auch die Reise nach Tansania oder China an. Krones-Anlagen kennen keine Grenzen: Getrunken wird überall und hygienisches, schnelles und wirtschaftliches Abfüllen ist nicht nur in westlichen Industrieländern ein Muss.

Füllen ohne Verluste

Schnell, hygienisch und ohne Verluste soll die Flüssigkeit in die Flasche – und die Maschine muss ohne Stopp durchlaufen. Denn Stillstandzeiten kosten sehr viel Geld, was keine Brauerei oder kein Abfüller gerne zusätzlich in die Hand nimmt. Ob eine Abfüllanlage wirtschaftlich und zuverlässig läuft, hängt von vielen Parametern ab. Wer abfüllt, schaut sehr genau, was seine Maschine leistet. Dass Krones am Weltmarkt die Nase weit vorne hat, ist nicht zuletzt Verdienst der ausgeklügelten Konstruktion der Abfüllanlagen. Das Ganze ist zwar mehr als die Summe seiner Teile, »aber damit Qualität und Leistung stimmen, muss jedes Einzelteil in der Anlage stimmen – und das gilt für jedes noch so kleine Lager«, betont Hermann Klarl.

Ein Beispiel für Qualität bis ins Kleinteil ist das Innenleben des Hubzylinders. Der Hubzylinder hebt die Flasche an und presst sie gegen das Füllventil. Vor allem wenn karbonisierte Produkte abgefüllt werden, spielt das Druckniveau eine wichtige Rolle. »Wir müssen die Flasche dann gegen die Atmosphäre abdichten, damit die Kohlesäure und der Druck nicht verloren gehen, und es nicht zur Überschäumung kommt.« Der Hubzylinder drückt die Flasche ganz dicht ans Füllventil und funktioniert dabei eigentlich wie eine Luftfeder. Er ist mit einem bestimmten Druck beaufschlagt und erzeugt über diesen Druck eine Kraft, die dann die Flasche gegen das Füllventil presst und abdichtet.

Das System ist komplett mit Druckluft gefüllt und presst über den Druck den Zylindernach oben. Dort, wo die Flaschen ins Abfüllkarussell rein- bzw. wieder rausfahren, am sogenannten Ein- und Auslaufstern, wird der Zylinder nach unten über eine mechanische Kurve abgezogen. Die Flaschen fahren also mit dem vollen Luftdruck gegen die Kurve, ziehen über die Rolle nach unten. Dort werden dann die Flaschen drauf geschoben und fahren dann wieder hoch. Dann wird das Ganze angepresst und im hinteren Bereich des Karussells werden die Flaschen gefüllt. Dieser Vorgang wiederholt sich immer wieder – mit einer Maximalgeschwindigkeit bis zu 72.000 Flaschen in der Stunde. Für diesen Dauerstress muss ein Zylinder geschaffen sein: »Wir gehen davon aus, dass ein Zylinder mindestens fünf Millionen Hubzyklen halten muss.« Für Hermann Klarl und sein Team heißt das, jedes Einzelteil muss passen für eine Maschine, die etwa 6.000 Stunden im Jahr abfüllt: »Wobei das nicht die Obergrenze ist, denn manche Kunden fahren die Maschine bis zu 7.500 Stunden im Jahr«.

Der Hubzylinder mit der Kolbenstangenführung und den Marathonlauf-Eigenschaften ist eine Eigenkonstruktion von Krones. In dem Hochleistungsaggregat ist ein wartungsfrei laufendes Kunststoff - Gleitlager verbaut, das die Zuverlässigkeitsmerkmale eines metallischen Pendants erfüllt, aber wesentlich preisgünstiger und einfacher zu montieren ist. Fast fünf Jahre Entwicklung für den Hubzylinder sind ein Maß für den Leistungsanspruch und für die Sorgfalt, die jedem Maschinenteil gilt.

Tobias Vogel leitet den Vertrieb für die Polymergleitlager bei Igus in Köln. Er schätzt anspruchsvolle Kunden: »Denn bei hohen Ansprüchen trennt sich bei Zulieferteilen sehr schnell die Spreu vom Weizen.« Das ›Pflichtenheft‹ des Gleitlagers verdeutlicht, was ein qualitätsbewusster Maschinenbauer von einer Komponente erwartet: Das Lager, das die Kolbenstange im Zylinder stabil hält, muss chemisch beständig für den Lauf in trockenen und feuchten Medien sein.

Skepsis gegen Kunststoff

Es darf keinesfalls quellen. »Wenn es auch noch achtfach billiger ist als das metallische Gegenstück, das weniger leistet, lohnt sich die Entwicklungsarbeit«, sagt Tobias Vogel, der während der gesamten Entwicklungszeit eng mit den Konstrukteuren um Hermann Klarl zusammengearbeitet hat.

Anfängliche Bedenken gegen die Lagerbox aus Kunststoff gibt Klarl off en zu. »Wir wussten nicht, ob sie die geforderte chemische Beständigkeit überhaupt erfüllen kann. Die Dauerattacke durch Reinigungs- und Desinfektionsmittel zwischen den Abfüllvorgängen und der ständige Wechsel zwischen heiß und kalt sind zuviel für gängige Kunststoffe - ganz abgesehen von den mechanischen Belastungen.«

Die auf den ersten Blick unscheinbaren Plastiklager hatten die Skepsis der Konstrukteure bald zerstreut. In Vortests und anschließenden ›Feldtests‹ in der Maschine hat sich ›Iglidur H‹ für die Dauerbelastung im Abfüll-Hubzylinder bewährt. Iglidur-H-Gleitlager für hohe mechanische Belastungen sind chemikalienbeständig, unter Wasser verwendbar und geeignet für Temperaturen bis 200°C. Eine im Reibungswert und verschleißtechnisch verbesserte Version des Werkstoff es hat Igus kürzlich mit Iglidur H1 präsentiert. Krones war der Pionier für das fast unverwüstliche Kunststoff -Gleitlager. Die Aufgabe, eine medienbeständige Lagerbox zu finden, die den enorm hohen Hubzyklen eines Zylinders standhält, waren für Klarl und sein Konstruktionsteam nicht einfach. Bei einzelnen Bewegungen wäre das kein Problem gewesen. »Wenn sich der Zylinder fünf Millionen Mal im Dauerbetrieb bewegt, werden kleine Probleme groß«, findet Hermann Klarl.

Peter Schäfer

Fakten

Täglich werden Millionen Flaschen, Dosen und Formbehälter mit Krones- Anlagen ›verarbeitet‹. Krones hat sich seit seiner Gründung 1951 über den klassischen Maschinen- und Anlagenbau weit hinaus entwickelt. Das Unternehmen ist Rund-um-Partner für seine Kunden. Maschinenbau, Anlagen-Knowhow, Verfahrenstechnik, Mikrobiologie und Informationstechnik wurden dabei miteinander verbunden und optimiert. Heute ist Krones Synonym für Systemtechnik und Mechatronik. Der Erfolg beruht auf Spezialwissen im Maschinenbau und in den Abnehmerbranchen, technischem Vorsprung durch ständige hohe Aufwendungen in Forschung und Entwicklung. Gefertigt wird mit modernsten Anlagen und nach hohen Qualitätsnormen. Weltweitem Service rund um die Uhr und darüber hinaus auf der hohen fachlichen Qualifikation und Motivation der über 9.500 Mitarbeiter. 87 Prozent der produzierten Maschinen gehen ins Ausland. Der Konzernumsatz 2007 liegt bei 2 Mrd. Euro.

Erschienen in Ausgabe: 02/2008