Universelles Konzept der Maschinensicherheit

Dipl.-Ing. Siegfried Rüttger ist Branchen- manager Verpackungsindustrie bei der K.A. Schmersal GmbH & Co. KG in Wuppertal

Hohe Fertigungstiefe, weltweite und noch ausbaufähige Präsenz, rund 100 Mitarbeiter und klar definierte Kernkompetenzen in der automatisierten Verpackung: Mit diesen Kenndaten ist die Dienst Verpackungstechnik GmbH in Hochheim bei Frankfurt ein typischer Vertreter des deutschen Verpackungsmaschinenbaus. Das vor 25 Jahren gegründete Unternehmen ist in verschiedenen Bereichen der Verpackungstechnik zuhause. Den größten Anteil des Geschäftes machen Horizontalkartonierer für so genannte Sideload-Lösungen aus, d.h. für Verpackungen, die seitlich befüllt werden. Das bekannteste Beispiel ist wohl der Tiefkühlpizza-Karton, und er ist ein repräsentatives Beispiel, denn rund 75 % der Sideload-Anlagen, die Dienst entwickelt und fertigt, werden beim Verpacken von Lebensmitteln eingesetzt.

Die Horizontalkartonierer der HK-Serie erlauben hohe Taktraten bei gleichzeitig schonendem Produkt-Handling. Die formstabilen oder flexiblen Produkte werden nach der Eintaktung parallel zum Faltschachteltransport über ein verstellbares Kassettenband geführt und durch Einschubsysteme kartoniert. Anschließend werden die befüllten Schachteln mit Heißleim oder per Steckverschluss verschlossen, bei Bedarf kodiert und nach der Gruppierung in Sammelverpackungen abgepackt. Dipl.-Ing. Roland Jung, Chief Operating Officer des Unternehmens: „Unsere Anlagen sind immer individuell auf die Anforderungen des Kunden zugeschnitten. Sie bestehen zu 30 bis 60 % aus Standardkomponenten, die durch kundenspezifische Entwicklungen ergänzt werden.“

Dabei stellen die Kunden hohe Anforderungen an Leistung und Verfügbarkeit: Die Anlagen verpacken bis zu 400 Produkte pro Minute und arbeiten sehr häufig rund um die Uhr sieben Tage pro Woche. Diese Aufgabe erfüllen sie offenbar zur höchsten Zufriedenheit der Anwender. Roland Jung: „Wer einmal eine Anlage von uns gekauft hat, wird sich auch wieder für eine Dienst-Anlage entscheiden.“ Und er wird auch vom Service nicht enttäuscht sein, der extrem schnell und kundenorientiert arbeitet.

Die strengen Hygiene-Anforderungen der Lebensmittelindustrie erfüllen die Kartonierer ebenfalls, denn sie sind im 3-Zonen-Design konstruiert: Ganz oben befindet sich der Technikraum, in der mittleren Zone erfolgt der Produkttransport und auf der untersten Ebene sind Bleche in Doppelfunktion zum Schmutzauffangen bzw. -entfernen schräg installiert.

Eine Maxime der Dienst-Konstrukteure lautet: Keep it simple. Die Bedienung der Anlagen soll möglichst einfach sein, die Umrüstzeit kurz. Roland Jung: „Wir wollen mit möglichst geringem Aufwand große Vielfalt erreichen und haben ein besonders flexibles Maschinenkonzept verwirklicht, das unter anderem auch eine zentrale Formatverstellung durch Servotechnik ermöglicht.“ Dabei kommt ein immer gleiches Plattformkonzept der Antriebs- und Steuerungstechnik zum Einsatz, das nicht nur den Entwicklern die Arbeit vereinfacht, sondern vor allem auch den „Global Players“ der Lebensmittelindustrie die Entscheidung für eine Dienst-Anlage erleichtert.

Auch bei der Maschinensicherheit verfolgt der Verpackungsmaschinenbauer ein einheitliches Konzept. Die transparenten Schutztüren sind sehr groß dimensioniert, um im Servicefall eine gute Zugänglichkeit zu gewährleisten. Sie öffnen nach oben und werden von Gasdruckfedern in Position gehalten. Da sich bei dieser Konstruktion ein gewisses Spiel nicht vermeiden lässt, wird ein Sicherheits-Schaltgerät benötigt, das Versatz toleriert. Diese Anforderung erfüllt der elektronische Sicherheitssensor vom Typ RSS 36 aus dem Programm der Schmersal Gruppe, der bei den Horizontalkartonierern zum Einsatz kommt.

Das R in der Typenbezeichnung steht für RFID-Technik und für die neueste Technologie der Kommunikation zwischen Sicherheits-Schaltgerät und Betätiger. Die RFID-Sensorik erlaubt einen hohen Versatz zwischen Sensor und Target, und sie schafft aus Anwendersicht auch die Voraussetzung für ein hohes Maß an Manipulationssicherheit. Denn der Anwender kann zwischen drei Varianten der Codierung auswählen. In der Grundversion akzeptiert der Sensor jedes geeignete Target. Eine zweite Ausführung akzeptiert nur das Target, das beim ersten Einschalten eingelernt wurde. Schließlich ist noch eine dritte Variante lieferbar, bei der sich der Anlernvorgang beliebig oft wiederholen lässt. Diese Version, die sich durch ein hohes Maß an Manipulationsschutz und zugleich an Flexibilität auszeichnet, kommt bei Dienst zum Einsatz.

Weitere Eigenschaften des RSS 36 sind die guten Reinigungsmöglichkeiten und Schutzart IP 69K, die auch einen Einsatz unter widrigen Umgebungsbedingungen erlaubt. Außerdem ist der Sicherheitssensor universell montierbar. Dank der schlanken Rechteck-Bauform fügt er sich gut in die Umgebungskonstruktion ein. Der hohe Schaltabstand gibt dem Anwender zusätzliche Freiheiten bei der Montage von Sensor und Betätiger.

Die integrierte Elektronik des RSS36 bietet vielfältige Möglichkeiten der Signalauswertung, die Dienst auch intensiv nutzt. Wenn sich die Maschine im Stillstand befindet, zeigt sie dem Bediener an, welche Schutztür geöffnet ist. Das schafft die Voraussetzung für ein schnelles Ingangsetzen, denn der Bediener muss nicht jede einzelne Schutztür öffnen und wieder verschließen. Roland Jung: „Wir haben die Signale der Sicherheitssensoren in die Fehlerdiagnose der Maschinensteuerung integriert. Das wird von den Anwendern sehr geschätzt, denn diese Funktion spart Kosten, weil sie ein schnelleres Wiedereinschalten der Maschine nach einem sicheren Stillstand ermöglicht.“

Zum flexiblen Sicherheitskonzept der Dienst-Anlagen gehört eine pneumatische Verriegelung, die bei Bedarf zumeist aus Gründen des Prozessschutzes vorgesehen und mit dem elektronischen Sicherheitssensor kombiniert wird. Somit ist auch hier ein modulares Konzept verwirklicht, und sowohl für die reine Verriegelung als auch für eine Verriegelung mit Zuhaltung kann stets das gleiche Sicherheits-Schaltgerät eingesetzt werden. Dieses Konzept gilt für alle Anlagen der HK-Baureihe und somit auch für das neue Topmodell HK-IV-S-12, das Dienst auf der Interpack 2014 vorstellte. Die Resonanz auf der Messe lässt darauf schließen, dass sich auch diese Anlage im wettbewerbsintensiven Markt der Kartonieranlagen durchsetzen wird. ge