Linearachsen für Abfüllanlagen

Nach Informationen der igus GmbH in Köln

Bei Herstellern viskoser und pastöser Güter ist die Fricke Abfülltechnik GmbH & Co. KG in Minden gut bekannt. Anlagen des Herstellers kommen weltweit zum Einsatz, wenn Gebinde wie Eimer, Kanister oder Hobbocks präzise befüllt werden – zum Beispiel mit Farben und Lacken, Dispersionen oder Kleb- und anderen Baustoffen.

Für diese Aufgabe hat Fricke ein Anlagenprogramm entwickelt, das sich durch ein hohes Maß an Flexibilität auszeichnet. Die Anlagen lassen sich an unterschiedliche Behälterarten anpassen. Auch der Automationsgrad ist frei wählbar sowie die Art der Abfüllung (Über- oder Unterspiegelabfüllung). Allen Anlagen gemeinsam ist der Abfüllarm, der pneumatisch angetrieben wird und in den Behälter einfährt, sowie die integrierte Wägezelle, die ein eichfähiges Abfüllen ermöglicht. Die Anlagen sind einfach in Betrieb zu nehmen: Der Anwender muss sie nur über Stecker mit Druckluft und Strom versorgen und die Produktleitung anschließen. Zusätzliche Module, die auch nachträglich ergänzt werden können, übernehmen bei Bedarf nachgelagerte Arbeitsgänge wie das Verschließen und Kennzeichnen der Gebinde.

Zum Konzept gehört auch das variable Positionieren des Abfüllkopfes. Das schafft die Voraussetzung dafür, dass auf ein und derselben Linie unterschiedliche Gebinde abgefüllt werden können. Ursprünglich verwendete Fricke für das Verstellen des Abfüllarms ein Rohr-in-Rohr-System, das aber relativ schwergängig war. Auf der Suche nach einer besseren Lösung prüften die Konstrukteure des Unternehmens verschiedene Systeme, nachdem sie die Anforderungen genau festgelegt hatten. Das System muss hohe Lasten aufnehmen, denn allein der Abfüllarm mit dem Ventil wiegt 80 kg. Hinzu kommen hohe Hebelkräfte sowie das Gewicht des Produktes in dem Zuführschlauch.

Des Weiteren sollte das Linearsystem ohne Schmierung auskommen, da es oberhalb der Produktbehälter zum Einsatz kommt und eventuelle Kontaminationen ausgeschlossen sein müssen. Aus demselben Grund war ein möglichst abrieb- und verschleißfreier Betrieb gefordert und last but not least spielten auch die Kosten eine wichtige Rolle.

Unter diesen Bedingungen entschieden sich die Verantwortlichen bei Fricke für Spindelhubtische aus dem igus-drylin-Programm. Zum Einsatz kommen Spindelhubsysteme der Baureihe drylin SLW-2080. Ihr Herzstück sind die bewährten hartanodisierten drylin-W-Profilschienen und ein Führungswagen, der von vier Gehäuselagern geführt wird. Der Bediener positioniert den Abfüllkopf, der auf dem Führungswagen montiert wurde, präzise über eine Handkurbel, die auf eine Trapezgewindemutter wirkt.

Da alle beweglichen Komponenten durch tribologisch optimierte iglidur-Kunststofflager mit inkorporiertem Schmierstoff geführt werden, arbeitet das gesamte System schmierstofffrei und mit minimalem Abrieb. Damit sind wichtige Anforderungen von Fricke erfüllt. Auch die Forderung nach einfacher Bedienung ist in der Praxis umgesetzt: Die der Spindelhubtisch lässt sich trotz der erheblichen Belastung ganz einfach und exakt über das Handrad und das Trapezgewinde verfahren. Mit einer Baubreite von 150 mm für den Schlitten und einer sehr flachen Bauweise lässt sich das System sehr gut in die Umgebungskonstruktion integrieren.

Fricke hat das System noch um eine Klemmung ergänzt, weil sich der Kopf beim Abfüllen taktweise bewegt und Vibrationen erzeugt. Daher kann man Eigenbewegungen nicht ganz ausschließen.

Der Spindelhubtisch der Baugröße SLW 2080 kann eine statische Tragfähigkeit von 1.600 N (axial) und 6.400 N (radial) aufnehmen. Als Fricke sich für diese Lösung entschied, war dies die größte Linearachse der SLW-Baureihe im igus-Programm; inzwischen ist noch eine Baugröße, der SLW-25120, hinzugekommen. Es stehen auch motorbetriebene Einheiten zur Verfügung, die bei Fricke jedoch nicht benötigt werden, da man das Linearsystem nur beim Umrüsten auf andere Behältergrößen in Bewegung setzt. Außerdem verzichten die Konstrukteure ganz bewusst auf Elektroantriebe. Michael Krietemeyer: „Viele Abfüllanlagen arbeiten unter Explosionsschutz-Bedingungen. Da wir mit einem einheitlichen Baukastensystem arbeiten, verwenden wir generell einen pneumatischen Antrieb für die Hubbewegung des Abfüllkopfes, der auch bei Ex-Anlagen eingesetzt werden kann.“

Das System, das einbaufertig geliefert wird, überzeugt auch unter Kostenaspekten: Alternativen wie Kugelumlaufführungen wären deutlich teurer. Mit den eingesetzten Werkstoffen ist Fricke ebenfalls zufrieden – und bleibt auch hier flexibel: Wenn einmal besonders korrosive oder aggressive Medien abgefüllt werden sollen, bestünde die Möglichkeit, einzelne Elemente des Spindelhubtisches durch Edelstahlkomponenten zu ersetzten. Auch entsprechend beständige iglidur-Materialien würden für die Gleitelemente und Trapezgewindemutter zur Verfügung stehen.

Die SLW-Spindelhubtische sind sicherlich die größten und markantesten igus-Produkte in den Abfüllanlagen von Fricke, aber nicht die einzigen. In der Fördertechnik, die die Gebinde der Abfüllung zuführt, sorgen verdeckt montierte Führungsschienen aus dem drylin-W-Programm für leichtgängige Bewegungen und eine genaue Positionierung der Behälter. Und auch das Geschäftsfeld der Energiezuführungen ist in den Anlagen vertreten: igus-Energieketten gewährleisten die zuverlässige Übertragung von Energie und Signalen zu den bewegten Teilen der Abfüllanlagen. ge