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Technik - Automatisieren

Windelproduktionsanlage läuft ohne Schmiermittel

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Materialbeschickungskran: Auch bei der Verstellung der Bevorratungsrollen für Non-Woven-Bahnen bewährt sich das Drylin W-System: Linearführung und Hybridlager (riemengetriebenes System) optimieren die Ergonomie der Anwendung. (Fotos: Igus)
 

Eine Windelproduktionsanlage bei Ontex misst etwa 60 m: „Windeln werden darauf in einem sogenannten Ein-Step-Prozess hergestellt. Das bedeutet, dass alle benötigten Rohstoffe in Form von Rollen oder Pulvern vorliegen und wir diese in einem einzigen Prozessschritt zum Endprodukt zusammenfügen sowie anschließend verpacken können“, so Thomas Heege, Leiter Technik der Ontex Mayen GmbH. Das belgische Unternehmen bietet neben Babywindeln auch Produkte aus den Bereichen Damen- und Erwachsenenhygiene an.

Eine Anlage in Mayen produziert und verpackt in der Minute rund 1.000 Windeln, das sind etwa 17 Babywindeln in der Sekunde. Die Durchlaufzeit einer einzigen Windel dauert rund 2 s. Zwischen 6 und 8 Mio. Babywindeln verlassen so täglich auf Lkw das Betriebsgelände. Aber Babywindel ist nicht gleich Babywindel: Je nach Drogeriekette, Discounter oder Lebensmittelmarkt kommen unterschiedliche Rohstoffe, Grammaturen beziehungsweise Zusammensetzungen zum Tragen. Der eine Kunde möchte ein besonders weißes, der andere ein besonders buntes Produkt. „Australische Windeln schmücken Kängurus, andere Länder ziehen Comic-Figuren vor“, sagt Heege. „Die Anforderungen sind aber immer gleich. Windeln müssen prinzipiell leicht in der Handhabung, auslaufsicher sowie sanft zu Babys Po sein!“

Um dies zu erreichen, muss der Windelhersteller Anlagensicherheit und Flexibilität bei der Produktion und Verpackung garantieren. Jeder Auftrags- oder Größenwechsel hat Umrüstzeiten und Verstellungen an den Maschinen zur Folge. „Pro Anlage haben wir typischerweise vier Größenwechsel in der Woche, das sind über 200 Größenwechsel im Jahr. Dazu kommen drei Produktwechsel, das sind mindestens 30 am Tag“, sagt Heege. Das Anforderungsprofil geht aber noch weiter. „Unsere Anlagen laufen rund um die Uhr – sieben Tage in der Woche. Sie sind also nahezu an 365 Tagen im Jahr ununterbrochen im Einsatz.“  Aufgrund der hohen Prozessgeschwindigkeit fallen hohe dynamische Belastungen an den Anlagen an. Sie liegen bei bis zu 600 m/min. Prozessbedingt ist die Umgebungstemperatur in der Produktionshalle eher warm. Allerdings fallen keine extremen Temperaturen an. Ontex verarbeitet Superabsorber und Zellstoff, die für einen relativ hohen Schmutz- und Staubanfall sorgen. Superabsorber verhält sich darüber hinaus ähnlich wie Sand, sodass Verschmutzungen durch Reibeffekte auftreten. „Die Anlagen und die darin verbauten Maschinenelemente sind äußerst hohen Beanspruchungen ausgesetzt, trotzdem müssen sie unter allen Umständen absolut zuverlässig funktionieren“, erläutert Heege.
Mittenverstellung einer vierbahnigen 90°-Umlenkung mittels Drylin Spindellineartisch für Non-Woven-Bahnen. Insgesamt sind acht Systeme im Einsatz.
Mittenverstellung einer vierbahnigen 90°-Umlenkung mittels Drylin Spindellineartisch für Non-Woven-Bahnen. Insgesamt sind acht Systeme im Einsatz.
Formatverstellungen am laufenden Band Der Ausstoß der Windelproduktionsanlagen hat sich in den letzten Jahren verdreifacht, ohne dass der Windelhersteller neue Maschinen kaufte. Hohe Anlagenverfügbarkeit und kontinuierliche Verbesserungen haben dazu beigetragen. „Wir haben Hunderte von verschiedenen Verstellungen, um die Anlagen schnell, zuverlässig und reproduzierbar umrüsten zu können“, betont Heege. Hier spielen Drylin-Linearlager der Igus GmbH, Köln, eine wesentliche Rolle. Schmier- und wartungsfrei, unempfindlich gegen Staub und Schmutz, korrosionsfrei, langlebig, leise und leicht kommen sie an den unterschiedlichsten Stellen als Standard-, aber auch als kundenspezifische Sonderlösungen zum Einsatz.

Sie realisieren vor allem Positionsverstellungen wie beispielsweise im Bereich der Klebstoffapplikationspunkte. Der Klebstoffauftragskopf muss je nach Produkt reproduzierbar von A nach B nach C verfahren werden, was zuverlässig über Linearführungen funktioniert. Aber auch im Verpackungsumfeld oder bei der optischen Kontrolle und der Qualitätssicherung bleiben die Linearsysteme leistungsfähig.

In erster Linie kommen verschiedene Spindellineareinheiten und -tische in den unterschiedlichsten Baugrößen zum Einsatz. Sie sind oftmals mit Spindelklemmung gegen unbeabsichtigtes Verdrehen und Positionsanzeigern für das sichere Einstellen von Position und Handrad verbunden. Dazu kommen rechts- und linksdrehende Trapezgewindemuttern. „Igus ist immer auf unsere Sonderwünsche eingegangen“, berichtet Heege. „Wir haben zum Beispiel auf einer Gewindespindel ein Links- und ein Rechtsgewinde in Kombination verwirklicht, damit wir um einen virtuellen Mittelpunkt zwei Positionen gleichzeitig verstellen können.“ Der zuständige technische Igus-Verkaufsberater, Markus Schwarz, ergänzt: „Es handelt sich um eine gegenläufige Linearbewegung, die wir gemeinsam entwickelt haben. Sie ist schon ab Stückzahl eins verfügbar.“ Für jeden Größen- oder Produktwechsel gibt es spezielle Formateinstelllisten. Zum Umrüsten einer Anlage erhalten die  zuständigen Mitarbeiter die entsprechenden Parameter. Nach Abschluss müssen sie nichts mehr nachjustierten, die Produktion kann direkt beginnen.

In den Anlagen kommt außerdem das System Easy Tube zum Einsatz. Es handelt sich um eine besonders kompakt bauende Lineareinheit für leichte Verstellaufgaben. Das außen liegende anodisierte Aluminiumrohr führt den oder die Führungsschlitten und schützt gleichzeitig die Trapezgewindespindel und -mutter vor äußeren Einflüssen. Schlitten, Momentenstütze sowie Trapezgewindemutter sind aus einem Guss und werden aus einem speziellen Gleitlager-Hochleistungspolymer gefertigt. Das garantiert Schmiermittelfreiheit bei gleichzeitig niedrigem Reibwert und sehr gutem Verschleißverhalten. In dieser Anwendung ist die gemantelte Spindel ebenfalls mit Skalierung und Handrad versehen. „Es handelt sich um eine gemeinsame Systementwicklung“, erklärt Schwarz. „Wir haben sie in unser Standardprogramm aufgenommen und sie bewährt sich mittlerweile auch bei einer Reihe von weiteren Verpackungsmaschinenherstellern.“ Neben weiteren Bauteilen aus dem Drylin W-Baukasten substituieren Lineargleitlager des Typs RJUM in unterschiedlichen Baugrößen in verschiedenen Bereichen kugelumlaufgeführte Bauteile. Sie basieren auf speziell für die Lineartechnik hoch verschleißfesten Polymeren, sind besonders robust, wirtschaftlich und stehen ab Lager innerhalb von 24 Stunden zur Verfügung.
Spindellineartische sorgen für die synchronisierte Höhenverstellung zum Anpressen der verpackten Windeln in Kartons.
Lösungen aus einem Guss Eine weitere Besonderheit des Windelproduzenten sind eigens konstruierte Materialbeschickungskräne, die die schweren Rohstoffrollen an die Maschine bringen. Es sind manuell bedienbare Brückenkräne, die zwar nur zwei Meter hoch sind, aber sehr hohe Verfahrwege zurücklegen. Sie sind mit Hybridlagern ausgestattet. Modifiziert aus dem Drylin W-Programm, bieten sie eine Kombination aus Gleiten und Rollen. „Wir setzen diese Lager vor allem aus ergonomischen Gründen ein“, verdeutlicht Thomas Heege. „So können wir Reibwerte minimieren. Verstellung und Antriebskraft sind so gering wie möglich realisiert, sodass ein Bediener die Materialbeschickung ohne körperliche Anstrengung vollziehen kann.“

Schmiermittelfreiheit im Fokus Babywindeln müssen weiß und sauber sein. Entsprechend streng sind die Hygienerichtlinien im Unternehmen. Das umfasst zum einen die persönliche Hygiene der Mitarbeiter, zum anderen betrifft es auch die Komponenten und Maschinenelemente, die in der Produktion und der Verpackung zum Einsatz kommen. „Da wir auch als lebensmittelverarbeitender Betrieb eingestuft sind, müssen Schmiermittel weitestgehend verbannt werden“, sagt Heege. „Wir fühlen uns allerdings mit den schmiermittelfreien Linearlagern auf der sicheren Seite.“

Ontex setzt eine kombinierte Produktions- und Verpackungsanlage ein, bei der Hygiene großgeschrieben wird. Beide Bereiche müssen perfekt miteinander harmonieren, sonst kommt es zu teuren Stillstandszeiten. Die schmiermittelfreien Linearlösungen verhindern eine Kontamination der Windeln. „Und sollte eines Tages die Food and Drug Administration in den USA eine Rolle für uns spielen, können wir schon heute auf entsprechende Produkte zurückgreifen, die sich im Hygiene- und Verpackungsumfeld bewähren“, betont Markus Schwarz.

Insgesamt ist ein Team von sieben Ingenieuren täglich damit beschäftigt, die Windelproduktionsanlagen zu verbessern und die Verfügbarkeit und Ausbringleistung weiter zu steigern. Neben vielen Standardlösungen setzt das Unternehmen auch verstärkt auf kundenspezifische Entwicklungen der Igus GmbH. Dabei kommt es auf die Beratung an, die in der Regel vor Ort an der Maschine stattfindet. „Ohne hohe Zusatzinvestitionen, konnten wir die Anlagen so kontinuierlich an steigende Anforderungen anpassen“, fasst Heege zusammen.
„Da wir auch als lebensmittelverarbeitender Betrieb eingestuft sind, müssen Schmiermittel weitestgehend verbannt werden. Mit den schmiermittelfreien Linearlagern fühlen wir uns auf der sicheren Seite.“ Thomas Heege, Leiter Technik Ontex Mayen GmbH
Für Sie entscheidend Technik
  • Die Ontex Mayen GmbH arbeitet mit Windelproduktionsanlagen von rund 60 m Länge.
  • Babywindeln werden im Ein-Step-Prozess hergestellt: Alle Rohstoffe in Form von Rollen oder Pulvern werden in einem einzigen Prozessschritt zum Endprodukt verarbeitet und anschließend verpackt.
  • Im Werk in Mayen produziert Ontex rund 1.000 Windeln pro Minute an 365 Tagen im Jahr. Zwischen 6 und 8 Mio. Windeln verlassen täglich das Gelände.
  • Unterschiedliche Kunden erfordern flexible Maschinen. Pro Anlage hat Ontex circa vier Größenwechsel pro Woche, also über 200 Größenwechsel pro Jahr. Dazu kommen drei Produktwechsel von mindestens 30 pro Tag.
  • Die Anlagenbelastung beträgt bis zu 600 m/min.
  • Aufgrund hygienisch einwandfreier Produktion setzt Ontex Drylin-Linearlager von Igus ein. Diese sind schmier- und wartungsfrei, unempfindlich gegen Staub und Schmutz, korrosionsfrei, langlebig, leise und leicht.
  • In der Produktion kommen in erster Linie Spindellineareinheiten und -tische zum Einsatz.
  • Mittlerweile im Standardprogramm von Igus: Das System Easy Tube ist eine kompakt bauende Lineareinheit für leichte Verstellaufgaben. Schlitten, Momentenstütze und Trapezgewindemutter sind aus einem Guss. Sie sind aus einem speziellen Gleitlager-Hochleistungspolymer gefertigt, welches Schmiermittelfreiheit bei gleichzeitig niedrigem Reibwert ermöglicht. Die schmiermittelfreien Linearlager verhindern die Kontamination der Windeln.
Über die Firma
Igus GmbH
Köln
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