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Waffeln für die Welt

Stabiles Spindellinearsystem zum Abziehen von Papiereistüten

Einfach, robust und effizient: Das sind die Kennzeichen dieses schmierfreien Linearsystems, das in einer industriellen Waffelbackanlage zum Einsatz kommt. Es beweist seine Leistungsfähigkeit im Konfektionierbereich beim Vereinzeln und Zuführen von Papiereistüten. Dabei werden zum einen sehr hohe Taktzahlen gefahren, zum anderen beeinflussen widrige Umgebungsbedingungen alle Komponenten. Tribooptimierte Hochleistungspolymere der igus® GmbH sorgen langfristig für stabile Verhältnisse, sodass die Laufleistung der Anlage dauerhaft steigt.

„Unsere Waffelbackanlagen zeichnen sich durch sehr hohe Kapazitäten sowie Flexibilität beim Umrüsten aus“, berichtet Dipl.-Ing. Dieter Kempaß, Prokurist und technischer Leiter des Unternehmens Walterwerk Kiel GmbH & Co. KG. „Sie kommen weltweit zum Einsatz.“ Hitze, Abgase, Waffelstaub und Feuchtigkeit stellen höchste Anforderungen an die Maschinenelemente, die trotzdem störungsfrei auf Dauer funktionieren müssen. Nur so können den nationalen und internationalen Kunden reibungslose Standzeiten und minimale Serviceintervalle garantiert werden.

Intensive Polymerforschung

Seit vielen Jahren setzt der Sondermaschinenbauer in seinen modularen Backanlagen auf schmierfreie Gleitlagertechnik der igus® GmbH. Sie ist wartungsfrei, kostengünstig und vielseitig einsetzbar. Die Herausforderungen des Kunden sind im Laufe der Zeit immer weiter gestiegen. In seinen Anlagen zum vollautomatischen Fertigen von Waffeln sind kaum Lösungen von der Stange verbaut worden, sondern kundenspezifische Lösungen, die zum Teil auch den Weg ins Standardprogramm des Tribo-Polymerspezialisten gefunden haben.

Dazu ergänzt Christian Wille, technischer Verkaufsberater von igus®: „Die technischen Eigenschaften der Polymerwerkstoffe haben sich seit ihren ersten Gehversuchen vor rund 30 Jahren deutlich verbessert. Wir haben in den letzten Jahrzehnten intensive Materialforschung im eigenen Testlabor betrieben und dabei immer mehr Anwendungen erschlossen, an die vor wenigen Jahren noch nicht zu denken war.“

Gleitlager aus Hochleistungskunststoffen für das Lebensmittel- und Verpackungsumfeld sind je nach Materialwahl FDA-konform. Produktkontaminationen durch eine zusätzliche Aktivschmierung sind damit ausgeschlossen. Reibung und Verschleiß sind aufgrund ihrer tribologischen Eigenschaften optimiert worden, was sich positiv auf die Maschinenlaufzeiten auswirkt. Selbst die regelmäßige Reinigung mit aggressiven Medien stellt sie vor keinerlei Probleme.

Unendliche Waffelvielfalt

„Die Welt braucht immer mehr Eiswaffeln“, bestätigt Anika Weiß vom Marketing des Sondermaschinenbauers. „Wir bedienen einen Nischenmarkt und zeichnen uns durch langjährige Kundenbeziehungen aus.“ Die Kapazität der Backanlagen steigt ständig. Sie beträgt je nach Maschinengröße zwischen 3.000 bis hin zu 19.000 Standardwaffeln pro Stunde. „Das sind pro Sekunde mehr als fünf Waffeln“, macht die Marketingfachfrau klar.

Gerollt, gewickelt, tiefgezogen, gestanzt, geglättet, gesägt, gefaltet, herzhafte oder süße Waffeln, Snackwaffeln, Röllchen, Eistüten, Waffelbecher, Miniwaffeln: Die Verfahrens- und Produktionsmöglichkeiten mit den Backanlagen aus Norddeutschland sind vielfältig. Der Backvorgang einer Standardwaffel für die industrielle Eisproduktion ist immer gleich. Sie wird im flachen Zustand im Ofen gebacken, einer Wickelstation zugeführt und noch warm aufgerollt. Anschließend erfolgt der Weitertransport über ein Gliederkettenförderband zum Kühlturm, ehe die Waffel im Konfektionsbereich mit einer Papiertüte versehen wird. Erst dann erfolgt die Befüllung mit Eis in einem späteren Prozess. Um die hohen Leistungsanforderungen zu erfüllen, verläuft der Vorgang in mehreren Bahnen. Es darf garantiert nur eine Tüte zugeführt werden, sonst gibt es Probleme beim Befüllen. Hat ein Kunde verschiedene Papiertütengrößen, muss die Anlage an die Gegebenheiten vor Ort immer wieder neu angepasst werden.

Reproduzierbare Prozesse

Ein Anforderungskriterium an die Lineareinheit ist die Reproduzierbarkeit des Abziehprozesses. Die Anlage ist in der Regel dreischichtig an sieben Tagen in der Woche in Betrieb. Sie steht lediglich für wenige Stunden zum Reinigen still. Die äußeren Bedingungen vor Ort sind anspruchsvoll. Es herrschen teils noch Umgebungstemperaturen von um die 50°C. Dazu kommt der allgegenwärtige Waffelstaub. Durch den Zuckeranteil und die Restfeuchte ist es klebrig. Außerdem gibt es Kunden, die zum Geschmacksverstärken Salz ins Produkt geben. Sowohl Salz als auch Zucker sind äußerst abrasiv.

Foto von Gleitlager-Produkten für Backanlagen

Es kommt eine Reihe von tribooptimierten Gleitlagern in den Backanlagen zum Einsatz. Schmiermittelfrei werden sie den hohen Anforderungen gerecht.

 
Foto von Justierung und Formatverstellung eines Prismenbalkens

Justierung und Formatverstellung eines Prismenbalkens in der Abziehstation von Eispapiertüten.

 
Foto von den beiteiligten Personen

Dieter Kempaß (Walterwerk Kiel GmbH & Co. KG) zwischen Christian Wille (rechts) und Lars Braun (beide: igus® GmbH).

 
Foto des Positionsverstellung des Teigaufspritzrohres

Positionsverstellung des Teigaufspritzrohres mit einem spiel-einstellbaren Spindellineartisch.

 
Foto von Sicherheitshaubenverstellung

Sicherheitshaubenverstellung mit wartungsfreien Hybridlagern für niedrigste Verstellkräfte.

 

Backanlagen für industrielle Eiswaffeln sind darüber hinaus häufig mit Beleimungseinrichtungen versehen, die Tüte und Waffel zusätzlich mit einer Zuckerlösung verkleben. Sie kann verspritzen und darf trotzdem den Vereinzelungsprozess nicht beeinflussen.

„Wir haben verschiedene Lösungsansätze verfolgt und uns schließlich für eine einfache, aber zuverlässige Systemlösung entschieden, die per Hand vom Anwender verstellt werden kann“, berichtet Kempaß. In einer Waffelbackanlage, die nach Korea ausgeliefert wird, müssen zwei parallele Systeme auf einer Länge von knapp einem Meter simultan verstellt werden. Die beiden Spindeln sind über ein Schrägkegelzahnrad auf einer Seite gekoppelt. Aufgrund der geringen Lasten konnte auf eine Wellenkonstruktion zum Unterstützen verzichtet werden. Das Führungsrohr aus Aluminium führt die innen liegende Edelstahlspindel. Die Werkstoffkombination trotzt den widrigen Umgebungsbedingungen. Dazu kommen ein Positionsanzeiger sowie ein Handrad. Das ganze System ist wartungsfrei. Und aufgrund der fehlenden Schmierung ist der Kontakt mit Lebensmitteln unbedenklich.

Universelles Hochleistungspolymer

Da die Spindel im Hohlprofil geführt wird, muss der iglidur®-Werkstoff an dieser Stelle nicht lebensmittelgeeignet sein. Sein Merkmal ist die deutlich reduzierte Feuchtigkeitsaufnahme, was vor allem für den Einsatz in feuchter Umgebung von Vorteil ist. Er zeichnet sich weiter durch Wirtschaftlichkeit und besonders hohe Stabilität aus.

In der Abziehstation geht es vor allem um das Thema Formatverstellung, hier kommt es vor allem langfristig auf Stabilität an. Ob Formate verstellt werden, hängt vom Kunden ab. Bei großen Eis- oder Waffelherstellern ändern sie sich in der Regel nicht. Kleinere Zulieferer müssen die Formate an die Tütengröße anpassen. „Das liegt allerdings in der Größenordnung von maximal einmal am Tag“, gibt der technische Leiter und Prokurist zu bedenken. Eine Änderung des Formats liegt in der Regel im Millimeterbereich. Sie wird über den Positionsanzeiger kontrolliert. Die komplett konfektionierte Komplettlösung aus einer Hand stand für das Walterwerk Kiel im Vordergrund.

Systemlösung im Fokus

Der Sondermaschinenbauer hat die komplette Spindellineareinheit konfektioniert als System bezogen. Damit stimmen nicht nur die technischen Parameter, die zu 100 Prozent auf die Anforderungen vor Ort ausgelegt sind, sondern auch die betriebswirtschaftlichen. „Wir bauen aus unserem Baukasten eine Komplettlösung und liefern verantwortlich das komplette System aus einer Hand“, betont Wille. Somit ist der Sondermaschinenbauer in allen Bereichen auf der sicheren Seite.

Grundsätzlich ist die Zusammenarbeit der beiden Unternehmen gut. Als ersten Schritt werden in der Regel die vielfältigen Online-Konfiguratoren genutzt. Allerdings sind die Anforderungen aufgrund der Hitze, Feuchtigkeit und Abgase in den Backanlagen so hoch, dass die konkrete technische Auslegung vor Ort zusätzlich stattfindet. Passen darüber hinaus Standardabmessungen nicht, werden Prototypenteile in einem überschaubaren Zeitrahmen gefertigt. „Wir sind mit der technischen Kompetenz und den Reaktionszeiten sehr zufrieden“, verdeutlicht abschließend Kempaß.

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