Maßgeschneiderte Kombination

GLEITLAGER – Die Flaschengreifer von Getränkeabfüllanlagen stehen unter hoher Belastung. Eine Lagerung der Klammerelemente mit Rollen aus zwei verschiedenen Werkstoffen gewährleistet eine schmierfreie Bewegung ohne Verschleiß an der Achse...

02. August 2010

Einer der weltweit führenden Anbieter von Lösungen für die Getränkeindustrie ist die Krones AG in Neutraubling bei Regensburg. Das Unternehmen plant, entwickelt und fertigt Maschinen und komplette Anlagen für die Prozess-, Abfüll- und Verpackungstechnik und bedient dabei die gesamte Wertschöpfungskette der Getränkeabfüll- und Verpackungstechnik, von der Getränkeproduktion bis hin zu Intralogistik und Warenverteilung. Im Einsatz sind die Krones-Anlagen vor allem in Brauereien, bei Softdrink-Abfüllern sowie bei Wein-, Sekt- und Spirituosenherstellern, aber auch in der Nahrungsmittelindustrie sowie der chemischen, pharmazeutischen und kosmetischen Industrie.

Ein wichtiges Element der komplexen Anlagen der Oberpfälzer sind sogenannte Klemmsterne, die vor allem bei der Befüllung, Etikettierung und Inspektion von Glas- und PET-Flaschen zum Einsatz kommen. Dabei werden die Flaschen auf einem Karussell in hoher Geschwindigkeit an Kameras vorbeigeführt, die nicht nur den Zustand und die Art der Einzelflasche erkennen, sondern auch Verschmutzungen im Flascheninneren, zum Beispiel Trinkhalme oder Zigarettenstummel. Anschließend werden die Flaschen über einen Klemmstern an andere Bereiche weitergegeben.

DREHACHSE AUF ROLLEN

Ein solcher Klemmstern enthält je nach Durchmesser vier bis 24 Klemmeinheiten. Dabei befindet sich zwischen den gefederten Klammerpaketen eine auf Rollen gelagerte Drehachse aus PEEK-Kunststoff, die – über einen Steuerbolzen angesteuert – die Klammer öffnet und schließt. Die Klemmsterne können eine Durchmessertoleranz von 20 Millimetern ausgleichen und können deshalb unterschiedliche Flaschenformate greifen. Bei einem Wechsel der Flaschengröße müssen deshalb die einzelnen Greifelemente nicht ausgetauscht werden. Diese Lösung ist deshalb vor allem für große Brauereien oder Getränkeabfüller interessant, die mehrere unterschiedliche Flaschenformate handhaben müssen.

HOHE BELASTUNG

Die Sterne sind meist permanent im Einsatz, und entsprechend hoch ist ihre Belastung im Betriebsalltag. So verarbeiten größere Brauereien pro Stunde bis zu 66.000 Flaschen, und es kommt folglich stündlich zu 66.000 Öffnungs- und Schließvorgängen. Unter hohem Verschleiß stehen dabei vor allem die Rollen, und entsprechend häufig kam es hier in der Vergangenheit zu Pro-duktionsstillständen mit der Folge von Reklamationen. Für Jürgen Steimmer, Gruppenleiter Etikettiertechnik, Behältergarnituren und Sondersterne bei Krones, war deshalb schnell klar: »Hier gab es dringenden Handlungsbedarf.«

Um die Lebensdauer der Rollen zu erhöhen, unternahmen die Abfülltechnikspezialisten deshalb zahlreiche Versuche mit einer Reihe von Materialien, erinnert sich Steimmer: »Wir hatten zunächst verschiedene Kunststofflieferanten kontaktiert, aber die Ergebnisse waren nicht zufriedenstellend – entweder verschlissen die Rollen noch stärker, oder aber die Drehachse.«

KEINE SCHMIERUNG

Nach einer Reihe vergeblicher Versuche wandten die Bayern sich schließlich an den Polymerlager-Spezialisten Igus in Köln, mit dem das Unternehmen bereits seit fast 20 Jahren zusammenarbeitet. Beispielsweise sind in den Abfüll- und Verpackungsmaschinen die unterschiedlichsten schmier- und wartungsfreien tribologisch optimierten Kunststoff-Lager verbaut, die in der Regel kundenspezifisch ausgelegt sind. Für die Kölner war das Verschleißproblem an den Klemmsternen eine gute Gelegenheit, auf ein weniger bekanntes Geschäftsfeld hinzuweisen, erklärt dazu der zuständige technische Verkaufsberater von Igus, Bernhard Hofstetter: »Wir waren bis dahin im Hause Krones als Spezialist für Kunststofflager bekannt, nicht aber als Rollenspezialist. Die vorliegende Anwendung war eine großartige Chance, auch andere Bereiche unseres breiten Port¬folios nun ins Blickfeld zu bringen.«

LAGER UND ROLLE KOMBINIERT

Erste Versuche mit Rollen aus dem bewährten Material Iglidur J der Rheinländer ergaben, dass der Reibwertunterschied von innen nach außen nicht groß genug war, um verschleißfreie Bewegungen an der teuren PEEK-Drehachse zu ermöglichen. Nach umfangreichen Tests, auch im firmeneigenen Technikum in Köln, präsentierte Igus für die Federklammern schließlich ein Zweikomponenten-System aus Polymerlager und Rolle, das sich als ideale Lösung für die Anforderungen vor Ort herausgestellt hatte. Die Lösung besteht aus einem innen liegenden Lager aus Iglidur J mit einem geringen Reibwert in Kombination mit einem Außenmantel aus einem thermoplastischen Elastomerwerkstoff auf Urethan-Basis (TPU) mit einem relativ hohen Reibwert.

Heute gewährleistet die Kombinationslösung eine leichtgängige Bewegung der Klammerelemente ohne Verschleiß an der teuren PEEK-Achse, erzählt Steimmer und bestätigt: »Wir haben nun keinerlei Reklamationen mehr, und die Lebensdauer ist deutlich verlängert.«

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 für Flaschen mit Durchmessern von 50 bis 110 Millimeter. Während für den TPU-Außenmantel anfangs die Farbe Orange gewählt wurde, wird dieser heute in der Hausfarbe Blau geliefert. »Hier konnten wir zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen«, sagt Jürgen Steimmer: »Erstens passt Blau besser zu unseren Maschinen und zweitens hat die blaue Farbe die RoHS-Zulassung.«

ERFOLG DURCH PARTNERSCHAFT

Technische Verbesserungen, davon sind beide Partner überzeugt, entstehen am besten im ständigen Dialog. So liefert Igus bereits seit vielen Jahren Sonderlösungen für die Maschinen und Anlagen des Hauses Krones, und heute sind in den Getränkeabfüll- und Verpackungsmaschinen zahlreiche kundenspezifische Teile verbaut, die aus dem 29 Standardwerkstoffe zählenden Katalogprogramm von Igus entwickelt wurden.

Für Krones-Mann Steimmer hat sich die individuelle Zusammenarbeit mit den Kölnern deshalb auch bei der Entwicklung des neuen Klemmsterns wieder einmal bewährt: »Erst als wir Igus ins Boot holten, kamen wir allmählich der Problemlösung näher.«

Tobias Vogel, igus/bt