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01  Die Schaefer-Anlage mit Lichtschranken-Sets von Leuze Electronic

Sensoren für die Palettenfördertechnik

02  MLD-Komplettsysteme (hinten rechts im Bild) mit Muting zur Absicherung des Gefahrenbereichs

03  Die Komplettsysteme beinhalten alle Komponenten, auch Anzeige- und Bedienheiten mit Reset-Tastern (am Zaun)

04  Sicherheit mit kostenoptimaler Sensorik an der Schnittstelle zwischen Rollenbahn und Drehtisch

1994 wurde in Baruth eine Quelle gebohrt und eine Abfüllanlage errichtet. Der Betreiber, die Brandenburger Urstromquelle (BUQ), füllt hier Mineralwasser sowie daraus generierte Erfrischungsgetränke in PET-Flaschen ab. Zur wirtschaftlichen Beförderung, Gruppierung und Palettierung der Flaschengebinde setzt BUQ auf Schaefer-Palettenfördertechnik. Dabei trägt Sensorik von Leuze Electronic dazu bei, dass die Anlagen sicher und effizient arbeiten.

In Baruth füllen heute mehrere Abfüllanlagen das Mineralwasser in 1,5-Liter-PET-Einweg-Flaschen. Diese sind im Gegensatz zu den Mehrweg-Flaschen deutlich dünnwan­diger und weniger stabil. Deshalb müssen sie beim Abfüllen, Verpacken, Transportieren und Palettieren nicht nur effi­zient, sondern auch schonend gehandhabt werden.
Diesem Anspruch wird die Schaefer Förderanlagen- und Maschinenbau GmbH gerecht. Sie produziert flexible und kompakte Anlagen mit hoher Leistungsfähigkeit, die zugleich eine schonende Behandlung von Gebinden und Paletten ermöglichen (Bild 1). Außerdem ist die Steuerung einfach bedienbar und ein übersichtliches Bedien- und Instandhaltungskonzept ermöglicht die schnelle Fehleranalyse. Diese Eigenschaften sowie der robuste Aufbau der Maschinen waren die ausschlaggebenden Gründe für BUQ, auf Schaefer-Anlagen zu setzen.
Von der Auftragserteilung bis zur Auslieferung dauert es in der Regel drei bis fünf Monate. In Baruth hatte Schaefer zudem nur zwölf Tage Zeit für die Inbetriebnahme. „Oft haben wir von der Auftragserteilung bis zur Inbetriebnahme nicht viel Zeit. Wir kümmern uns um das gesamte Engineering, haben eine hohe Fertigungstiefe und Mitarbeiter in Kernkompetenzfunktionen, die seit Jahrzehnten mit an Bord sind“, fasst Thomas Weber, Leiter Steuerungstechnik bei Schaefer, die Tatsachen zusammen. Michael Koch, Konstruktionsleiter bei Schaefer, ergänzt: „Außerdem ist bei uns die Anzahl unterschiedlicher Ansprechpartner überschaubar klein. Das erhöht die Effizienz bei der Zusammenarbeit mit allen Beteiligten. Und die Kunden wissen immer ganz genau, woran Sie mit uns sind.“

Die verwendete Sensorik und ihre Vorteile
Schon seit vielen Jahren setzt Schaefer auf Produkte aus dem Haus Leuze Electronic. Das in Baruth benutzte Spektrum reicht von Tastern (Metall-/Kunststoffgehäuse) über Lichtgitter bis hin zu kompletten Systemen und Sensoren mit speziellen Funktionen, zum Beispiel zur Empfindlichkeitseinstellung und schnellen Ausrichtung. Hinzu kommt die hohe Funktionssicherheit der Sensoren bei depolarisierenden Medien: Denn in Baruth gehören durchsichtige PET-Flaschen, klare Flüssigkeiten und transparente Folien zum Alltag.
Eine Besonderheit im Bereich der Arbeitssicherheit sind die neuen MLD-Komplettsysteme (Multiple Light Beam Safety Device) mit Mehrstrahl-Sicherheits-Lichtschranken der Baureihe MLD 500 (Bild 2). Damit lassen sich auf einfache Weise Zugangssicherungen mit Muting binnen kurzer Zeit errichten. Ein MLD-Komplettsystem umfasst neben dem Sicherheitssensor mit Muting-Leuchtmelder auch Gerätesäulen, Umlenkspiegel, Muting-Montagesysteme, Muting-Lichtschranken, Reflektoren, Anschlussboxen, Verkabelungszubehör und das Sicherheits-Schaltgerät MSI-RM2 (Bild 3). Dabei sind alle Komponenten des Sets anforderungsgerecht vormontiert. Damit und durch den industrieüblichen M12-Stecker lassen sie sich quasi per „plug-and-play“ installieren. Somit wird die Forderung nach kurzen Inbetriebnahmezeiten erfüllt, die Montage vereinfacht und die Kosten werden verringert.

Vom Henkelapplikator …
Die Fördertechnik von Schaefer beginnt nach der Abfüllanlage und dem folgenden Folienschrumpfer („Shrink-Packer“) mit dem sogenannten Henkelapplikator. Diese Einrichtung bringt die Tragelaschen an den mit Folie umwickelten Gebinden an. „Auch im Gebindetransport und bei der Verdrehkontrolle hat sich die eingesetzte Sensorik von Leuze Electronic bestens bewährt“, sagt T. Weber. So finden sich die Sensoren dieses Herstellers im gesamten Prozess, um Aufgaben bezüglich der Erkennung, Vermessung, Positionierung und Arbeitssicherheit zu übernehmen.
Nach dem Verlassen des Folienschrumpfers passieren die Gebinde auf einer zweibahnigen Förderstrecke den Henkel­applikator und wandern dann auf der horizontalen Gebindestrecke, vereinzelt auf zwei Bahnen, sanft in die Stauzone vor dem Beladerschichtenplatz. Dabei liefern die Taster und Reflexions-Lichtschranken in der Förderstrecke die für den reibungslosen Materialfluss erforderlichen, zuverlässig einstellbaren Signale (Bild 4). Eine zustandsorientierte, profibusbasierte Steuerungstechnik sorgt für den optimalen Ablauf, das heißt stoßfreies Transportieren und schonendes Puffern bei hoher Produkt- und Transport­stabilität.

… über Gebindedrehung und Lagengruppierung …
Die Schaefer-Produkte Roboturn und Pattern-Builder stellen eine schonende Gebindedrehung und Lagengruppierung zur Bildung der Schichtmuster sicher. Dabei unterliegen nur solche Gebinde, die tatsächlich gedreht werden, einer mechanischen Beanspruchung. Schaefer verfügt über patentierte Funktionen im Bereich der Schichtbildung und Palettierung. So können mit Roboturn beispielsweise drei Packs auf einmal gedreht („Mehrfachdrehung“) und somit die Effizienz gesteigert werden.
Je nach Reihenbild ergibt sich ein entsprechendes Schichtbild bei der Zusammenführung der Sechser-Packs. Die Muster („Pattern“), die typisch sind für die Schichtbilder, tragen zur Stabilität auf der Palette bei. Eine gute Verzahnung und geringe Toleranzen der Packs zueinander führen zu einer guten Ausnutzung des Raums und erhöhen die Stabilität. Da der Schichtbildungsprozess immer dynamischer und gleichbleibend genauer wird, müssen die eingesetzten Sensoren diesen Anforderungen entsprechen. Bei Schaefer haben sich die Funktionalität und Zuverlässigkeit der Produkte von Leuze Electronic dabei bewährt.

… bis zum schlüssigen Konzept für die Palettierung
Pattern-Builder und Roboturn bilden zusammen mit dem Palettierroboter Multirob High-S ein schlüssiges Konzept für die Palettierung mit einfachen Schnittstellen zu Fremdgewerken. Bei diesem Hochleistungspalettiersystem mit geteiltem Ladeblech sorgen Luftpolster für eine schonende Behandlung der empfindlichen Folienverpackungen.
Der Palettierkopf im Hubwerk zentriert die Lage der Gebinde. Die motorisch verstellbare Vierseiten-Zentrierung der ganzen Lage sichert ein einwandfreies Übersetzen auf die Palette. Eine Lage kann aus 20 Packs à sechs Flaschen bestehen. Bei einem Flaschengewicht von gut 1,5 kg ergeben sich schnell Schichtgewichte von etwa 200 kg. Mit dem gut dimensionierten Hubwerk und aufgrund kurzer Bewegungswege, minimal bewegter Massen und dem Palettierkopf mit Vierseiten-Zentrierung kann Multirob High-S bis zu 550 Lagen pro Stunde stapeln. Die Schichtzeit beträgt dabei weniger als 7 s.

Mehrere Prozesse gleichzeitig beherrschen
Schon beim Einlauf der Gebinde in den Roboturn-Maschinenbereich laufen im Multirob High-S parallele Prozessschritte ab. So stellt ein spezielles Handling-Gerät, der sogenannte Pappkarton-Schwenker, die bereits in der Maschine gestapelten Kartons prozesstechnisch optimal für die Deck- bzw. Zwischenlagen bereit und legt diese auf. M. Koch zur gesamten Lösung: „Wir bieten mit unseren Anlagen viel Leistung auf kleinem Raum, also eine hohe Leistungsdichte bei guter Energieeffizienz. Vor wenigen Jahren waren noch zwei Maschinen erforderlich, um diese Leistungsanforderung zu bewältigen. Nun wird diese Leistung mit nur einer Maschine erreicht. Das heißt, der Kunde hat mehr wertvollen Platz zur Verfügung.“
Multirob High-S arbeitet mit Wirkungsgraden von mehr als 98 %. Störungen durch Verschleiß wird durch die Schae­fer-Steuerung im Rahmen von Wartungszyklen und Instandhaltungsanweisungen vorgebeugt. Die Dimensionierung und Robustheit der Anlage hat Vorteile, wenn Flaschenverformungen oder spezielle Folieneigenschaften den Ablauf hemmen. Speziell der „Gummiball-Effekt“, den kohlensäurefreie Getränke in Baruth mit sich bringen, wird von der Anlage gut ausgeglichen.

Datenanbindung und Teleservice
Über den klassischen Anlagenbau hinaus konzipiert Schae­fer durch die Anbindung an die Datenlogistik bzw. durch eine BDE-Ankopplung zur Betriebsdatenerfassung High-End-Lösungen für die Intralogistik. Anlagen wie die in Baruth verfügen zudem über ein speziell von Schaefer installiertes Teleservice-System, bei dem über VPN eine sichere Inspektionsverbindung zur Maschine hergestellt wird.
T. Weber schließt zufrieden ab: „In der Regel reicht ein Teleservice-Einsatz, um gegebenenfalls ein Problem zu lokalisieren und mit dem Kundentechniker schnell eine Lösung herbeizuführen. Die hohe Verfügbarkeit ist ein unglaublich gutes Argument, das unsere Kunden sehr zu schätzen wissen.“ Erreicht wird die hohe Anlagenverfügbarkeit nicht zuletzt durch die Sensortechnik aus dem Haus Leuze Electronic.

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Autor: Josef Apfelbeck ist Key Account Manager Förder-/Lagertechnik bei der Leuze Electronic GmbH + Co. KG in Owen.