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Bis zu 60.000 Flaschen pro Stunde

Reibungslose Automation beim Entschrauben/Entkorken von Flaschen dank schmierfreier Gleitlager

Die Rink GmbH & Co. KG in Kreuztal, ein Spezialist für das automatisierte Entkorken, Entschrauben und Entleeren von Flaschen, setzt in ihren Maschinen Linear-Gleitlager aus einem wartungsfreien Hochleistungs-Polymer mit inkorporiertem Festschmierstoff ein. Die igus®-Gleitlager arbeiten wartungsfrei über eine Lebensdauer von mehreren Millionen Lastspielen.

Entkorken, Entschrauben, Entleeren: Das sind Prozessschritte, die von Anlagen der Rink GmbH & Co. KG übernommen werden. Denn Rink hat sich auf die Entwicklung und Produktion von innovativen Anlagen für die Rückführung von Mehrwegflaschen in den Abfüllprozess spezialisiert. Und das mit Erfolg: Seit der Unternehmensgründung 1968 hat Rink rund 1000 Maschinen gebaut, die weltweit im Einsatz sind. Der Exportanteil liegt bei rund 50%.

Die Kunden von Rink können sich entscheiden, ob die Flaschen in Kästen oder einzeln entkorkt oder entschraubt werden. Auch bei der Leistung ist Rink flexibel: Sie orientiert sich an den Folgeprozessen und kann bis zu 60.000 Flaschen pro Stunde betragen. In den vergangenen Jahren hat das Unternehmen mehrere neue Geschäftsfelder erschlossen und u.a. Anlagen für das Öffnen und Entleeren von bereits gefüllten, aber fehlbefüllten oder fehletikettierten Flaschen entwickelt. Ganz neu ist ein patentierter Halshülsen-Entferner, der selbsttätig die an der Schraubverschlussflasche verbleibenden Verschlussteile entfernt.

Hohe Anforderungen an die Lagerstellen

Dass das automatische Entkorken oder Entschrauben von Flaschen einen ausgeklügelten Bewegungsablauf und eine intelligente Steuerung voraussetzt, versteht sich von selbst. Und bei mehreren zehntausend Flaschen pro Stunde werden schon nach drei Schichten mehr als eine Million Zyklen erreicht. Das stellt sehr hohe Anforderungen an alle beweglichen Maschinenlemente, vor allem an die Lagerstellen, zumal hier auch die Hygieneanforderungen der Getränkeindustrie zu berücksichtigen sind. Wie Rink diese Anforderungen in der Konstruktion umsetzt, zeigen drei Beispiele aus dem aktuellen Fertigungsprogramm.

Lineargleitlager für die Ventile von Flaschen-Entleerern

Bei den Entleerern setzt nach dem Entkorken oder Entschrauben ein Ventil auf, das den Flascheninhalt erst gegen die Umgebung abdichtet und ihn dann absaugt. Zu den konstruktiven Herausforderungen gehörte hier die Gestaltung der zylindrischen Führungselemente im Ventil. Konstruktionsleiter Dipl.-Ing. (FH) Olaf Staave: „Die Linearführung der Ventile muss schmiermittelfrei sein und auch bei den sehr hohen Taktraten eine lange Lebensdauer aufweisen. Sie soll reinigungsfreundlich sein, unempfindlich gegen Korrosion und beständig gegenüber den aggressiven Reinigungsmitteln, die aus Hygienegründen verwendet werden. Last but not least müssen bei der Paarung mit Edelstahl niedrige Reibwerte erzielt werden.“

Unter diesen Voraussetzungen entschieden sich die Rink-Konstrukteure für drylin®-Linear-Gleitlager vom Typ JUM aus dem igus®-Programm. Die Lager bestehen aus einem Edelstahlgehäuse, das zusätzlich andere konstruktive Funktionen übernimmt, in das eine austauschbare Gleitfolie eingelegt ist. Bei dem Gleitwerkstoff iglidur® J handelt es sich um ein extrem verschleißfestes Hochleistungspolymer mit inkorporiertem Festschmierstoff, der sehr niedrige Reibwerte im Trockenlauf gewährleistet und eine gute Chemikalienbeständigkeit aufweist.

Mehrere Millionen Lastspiele

Wie verschleißfest der Polymer-Werkstoff ist, demonstriert Olaf Staave an einem Ventilkolben, der 1,5 Millionen Lastspiele absolviert hat. Im Kolben sind optische Einlaufspuren zu erkennen; die Lineargleitfolie weist nahezu keinen Verschleiß auf, genau so wie die Wellenoberfläche. „Wir haben inzwischen viele Erfahrungen mit iglidur® J gesammelt. Der Werkstoff ist resistent gegen die typischen Reinigungsmedien, dimensionsstabil auch in feuchten Anwendungen und selbst nach längerem Stillstand der Anlage ist der Anlauf problemlos.“ Bis zu vier Millionen Lastspiele absolvieren die Gleitfolien, bevor sie ausgetauscht werden.

In anderen Applikationen sind die drylin®-Gleitlager zusätzlichen Anforderungen ausgesetzt – zum Beispiel beim Entkorken. Hier wirken auch Querkräfte, wenn die Greifeinheit in den Kasten eintaucht. Auch diesen Einsatz meistern die wartungsfreien Lineargleitlager mit Bravour. Und nicht nur die technischen Eigenschaften, auch die Kosten überzeugen. Denn igus® bietet die Lager als Standardteile an.

Halshülsen-Entferner: Ein ganz neuer Maschinentyp

Welche Vorteile die Flexibilität eines mittelständischen Maschinenbauers bietet, zeigt das zweite Einsatzbeispiel von igus®-Gleitlagern bei Rink. Arno Glatzel, Mitarbeiter in der Montage und oft bei Inbetriebnahmen der Maschinen vor Ort, beobachtete, dass viele Abfüll- oder Spülbetriebe die Halshülsen – das ist der untere, an der Flasche verbleibende Teil von Schraubverschlüssen – von wieder verwendbaren Flaschen mit großem Aufwand manuell entfernen.

Kann man eine solche Aufgabe automatisieren? Diese Frage stellte sich Arno Glatzel und konstruierte – unterstützt von Olaf Staave – eine Maschine, die Halshülsen entfernt, ohne die Flasche zu beschädigen. Das Grundprinzip: Die Flasche wird direkt unterhalb des Gewindes und oberhalb der Hülse festgehalten und geklammert. Ein spezielles Messer ritzt unten am Flaschenhals die Hülse an, und der Klammergreifer schiebt dann die Hülse nach unten. Das Ergebnis: Die Hülse wird aufgeschlitzt und springt weg.

Auch bei diesen Anlagen kommen Lager von igus® zum Einsatz. Dr. Michael Bäcker, Geschäftsführer der Rink GmbH: „Bei neuen Konstruktionen nutzen wir immer die Chance, innovative Wege zu gehen, und verwenden moderne Konstruktionselemente.“ In diesem Fall sind das iglidur®-Gleitlager in den Kniehebelsystemen, die die Flaschen greifen, und drylin® W-Führungselemente an der Handhabungseinheit, die das Vereinzeln der Flaschen übernimmt. Durch ihr Fest- und Loslager-Design können die drylin® W-Führungselemente die Ungenauigkeiten der Schweißkonstruktion, in der sie montiert sind, ausgleichen und auch unter diesen Bedingungen eine sehr lange Lebensdauer erreichen.

Patentiertes Verfahren

Mit dem neuen Maschinentyp trifft Rink genau die Anforderungen des Marktes. Dr. Bäcker: „Obwohl es sich um einen sehr kostensensiblen Prozessschritt handelt, weil die Anwender die Investition in die Maschine nicht an ihre Kunden weitergeben können, haben wir schon zehn Maschinen gebaut und vor allem an Lohnabfüller verkauft. Die Flexibilität der Anlagen ist dabei ein wichtiges Argument: Die Anlagen können ein großes Spektrum an Flaschen verarbeiten, und die Austausch- und Formatteile lassen sich schnell auswechseln.“ Auch die geringen Servicekosten durch den Einsatz wartungsfreier igus®-Lager sind aus Kundensicht von Vorteil. Inzwischen hat Rink das Verfahren patentieren lassen.

Kasten-Entkorker bzw. -Entschrauber: Substitution geschmierter Bronzelager Bei einem anderen Anlagentyp, der Flaschen gleich kastenweise entkorkt bzw. entschraubt, senkt sich eine Haube mit einem austauschbaren Bearbeitungswerkzeug für Flaschen mit Kronenkorken bzw. Schraubverschlüssen auf den Kasten ab.

Anlage für das Entleeren von Flaschen

Zum Programm von Rink gehören automatisierte Anlagen für das Entleeren von Flaschen. Die Ventile dieser Anlagen sind mit zylindrischen drylin®-Gleitlagern ausgestattet.

 
drylin®-Linear-Gleitlager

Die drylin®-Linear-Gleitlager bestehen aus einem zylindrischen Aluminiumgehäuse, in das eine austauschbare Gleitfolie eingelegt ist.

 
Anlage zum automatischen Entfernen der Halshülsen von Schraubverschlüssen

Patentierte Innovation: eine Anlage zum automatischen Entfernen der Halshülsen von Schraubverschlüssen.

 
Beteiligte Personen

Zufrieden mit der neuen Maschine: Dipl.-Ing Olaf Staave, Konstruktionsleiter von Rink, Mit-Entwickler und Ideengeber Arno Glatzel und Markus Schwarz, technischer Verkaufsberater von igus® (von links).

 
Kniehebelsystemen

In den Kniehebelsystemen, die die Flaschen greifen, kommen wartungsfreie iglidur®-Gleitlager zum Einsatz.

 
 Halshülsenentferner mit drylin® W-Linearführungssysteme

Im Halshülsenentferner kommen drylin® W-Linearführungssysteme in den Haubenverstellungen zum Einsatz. Sie sind ebenfalls wartungsfrei und unempfindlich gegenüber den Reinigungsmitteln, die in der Getränkeindustrie verwendet werden.

 
Beteiligte Personen

In den Antriebseinheiten von Handhabungssystemen konnte Rink individuell gefertigte Bronzelager durch Standard-drylin®-Lager ersetzen und somit Kosten sparen. Im Bild: Olaf Staave und Markus Schwarz mit einem drylin®-Linearflanschlager.

 

Die Hauben weisen einen Hub von ca. 400 mm auf und führen bis zu 1200 Hübe pro Stunde aus. Da die Kästen oft nicht millimetergenau positioniert sind, ist mit mehr oder weniger hohen Querkräften zu rechnen. Beim zentralen Antrieb der Haube setzt Rink ebenfalls drylin®-Linear-Flanschlager ein. Olaf Staave: „Wir konnten hier Bronze-Lager substituieren, die zu hohen Kosten nach unserer Zeichnung gefertigt wurden. Durch das Kaufteil sparen wir Geld, und die Kunden schätzen die Wartungsfreiheit als großen Vorteil bei den ´Total Cost of Ownership´-Betrachtungen, die in der Getränkeindustrie inzwischen Standard sind.“ Selbstverständlich sind diese offen liegenden Führungselemente unempfindlich gegenüber den Reinigungsmitteln, die in der Getränkeindustrie verwendet werden.

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