Verschleißfeste Kunststoffrollen in Klammersternen verdoppeln Standzeit

Problem

• Was wurde benötigt: iglidur-Polymergleitlager, aus dem Werkstoff iglidur J mit TPU-Außenmantel als Zweikomponenten-Rolle
• Anforderungen: Die Anlagen laufen im Dauerbetrieb, es werden in großen Brauereien bis zu 66.000 Flaschen pro Stunde durchgeschleust. Es brauchte daher eine verschleißfeste und langlebige Lagerlösung.
• Branche: Getränkeindustrie, Abfüllanlagen
• Erfolg für den Kunden: Die iglidur J Rolle mit TPU Außenmantel hat sich als ideale Lösung herausgestellt, denn sie dreht sich leichtgängig und vor allem verschleißfrei an der Achse und sorgt für einen reibungslosen Betrieb. Krones hat keinerlei Reklamationen mehr und die Lebensdauer ist deutlich verlängert.

Der Klammerstern der Krones AG, Neutraubling, kann Glas- und PET-Flaschen bis zu einer Größendifferenz von 20 mm problemlos greifen. Auf einem Karussell werden die Flaschen in rasanter Geschwindigkeit an nachfolgende Maschinen übergeben.

Problem

Die Krones AG ist einer der weltweit führenden Anbieter von Getränkeabfüll- und Verpackungstechnik. Das Unternehmen plant, entwickelt und fertigt Maschinen und komplette Anlagen für die Bereiche Prozess-, Abfüll- und Verpackungstechnik sowie Intralogistik.
Die Krones AG ist dabei bestrebt, für jede Anforderung die passende Lösung zu finden. Beispiel: Inspektions-, Füll- und Etikettiertechnik von Glas- und PET-Flaschen. Hier beweisen sogenannte Klammersterne vor allem im Bereich der Inspektionstechnik ihre Leistungsfähigkeit. Auf einem Karussell werden die Flaschen in rasanter Geschwindigkeit an Kameras vorbeigeführt, die Zustand und Art der Einzelflasche, aber auch mögliche Verschmutzungen erkennt. Anschließend werden die Flaschen über einen Klammerstern an andere Bereiche weitergegeben, beispielsweise an die Etikettierung.

Zwischen den einzelnen Klammerpaketen des Klammersterns geht eine PEEK-Drehachse durch, die – über einen Steuerbolzen angesteuert – für das Öffnen und Schließen der Klammern sorgt. Gerade die Rollen sind hier früher schnell verschlissen, so dass sich Stillstände der Anlagen und Reklamationen auf Kundenseite häuften.

Dies ist gerade deshalb problematisch, da der Klammerstern im Betriebsalltag von Brauereien hoch belastet wird. Ein Klammerstern gleicht eine Durchmessertoleranz von 20 mm aus und greift daher verschiedene Flaschengrößen, ohne gewechselt zu werden. Im oberen Leistungsbereich werden in großen Brauereien bis zu 66.000 Flaschen pro Stunde durchgeschleust, was bedeutet, es kommt stündlich zu 66.000 Öffnungs- und Schließvorgängen. Um die Lebensdauer der Rollen zu erhöhen, wurden daher zahlreiche Versuche mit einer Reihe von Materialien durchgeführt. Krones hatte zunächst verschiedene Kunststofflieferanten kontaktiert, allerdings stellten sich die gewünschten Ergebnisse nicht ein.

Lösung

Die Lösung der Probleme ergab sich durch den Einsatz von Zwei-Komponentenrollen in den Federklammern. Diese wurden gemeinsam durch Krones und igus für den Klammerstern erarbeitet, mit dem Ziel, die Standzeit deutlich zu verlängern. Für die innen liegende Rolle wurde der Polymerwerkstoff iglidur J gewählt, der sich seit Jahren in allen industriellen Bereichen der Verpackungs- und Abfülltechnik bewährt. Sie wird ergänzt durch einen TPU-Außenmantel.

Erste Versuche mit Rollen aus iglidur J Material ergaben zunächst, dass der Reibwertunterschied von innen nach außen nicht groß genug war, um dauerhaft für verschleißfreie Bewegungen an der teuren PEEK-Drehachse zu sorgen. Erst die neue Zweikomponenten-Variante mit einem guten Reibwert innen und einem schlechten Reibwert außen führte zum Ergebnis. Die iglidur J Rolle mit TPU Außenmantel hat sich für die Anforderungen vor Ort als ideale Lösung herausgestellt, denn sie dreht sich leichtgängig und vor allem verschleißfrei an der Achse und sorgt für einen reibungslosen Betrieb. Krones hat  keinerlei Reklamationen mehr und die Lebensdauer ist deutlich verlängert.

Bevor die Zweikomponenten-Rollen in die ersten Anlagen von Krones eingebaut wurden, wurden sie nahezu ein Jahr lang getestet. Während für den TPU-Außenmantel anfangs die Farbe orange gewählt wurde, wird dieser heute in der Hausfarbe blau geliefert. Das Blau passt besser zu den Maschinen und hat daneben die RoHS-Zulassung, weshalb diese Rollen nun seit Sommer 2009 verbaut werden. Geliefert werden die tribooptimierten Kunststoffrollen in sechs unterschiedlichen Baugrößen. Das hat etwas mit der Größe der Flaschen und damit dem Öffnungswinkel der Klammern zu tun. Die Rollen gibt es für Flaschendurchmesser von 50 mm bis 110 mm. Der Öffnungswinkel für eine 3 Liter Colaflasche etwa, die auf dem amerikanischen Markt üblich ist, muss für ein effektives Handling entsprechend groß sein. Aufgrund der Größe und Schwere der Flaschen können in diesen Abfüllanlagen stündlich „nur“ 20.000 Flaschen über den Multifunktionsstern geschleust werden.

In jedem Klammerpaket – hier für die Inspektionstechnik – sind acht schmier- und wartungsfreie iglidur Rollen verbaut.

Das neue Zweikomponenten-Rollen, für Krones entwickelt, ist eine Variante aus iglidur Kunststoffrolle und TPU Außenmantel. Sie gewährleistet leichtgängige und verschleißfreie Bewegungen an der teuren PEEK-Drehachse.

Die Rolleist aus dem tribo-optimierten Polymerwerkstoff iglidur J gefertigt, der Außenmantel besteht aus TPU.