Verpackungsmaschinen Flexible Verpackungsmaschinen bleiben auch mit einfacher Technik konkurrenzfähig

Autor / Redakteur: Gerhard Schubert / Dipl.-Betriebswirt (FH) Bernd Maienschein

Der Vakuumtransporteur ist eine Neuentwicklung im Bereich der Verpackungsmaschinen. Er saugt die aufgerichteten Schachteln über wechselbare Saugerplatten am Boden fest und führt die Schachteln durch die einzelnen Verarbeitungsstationen einer Verpackungsmaschine.

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Flexibel, flexibler, am flexibelsten – eine weitere Steigerung gibt es nicht mehr. Verpackungsmaschinen haben heute einen Stand erreicht, der ebenfalls kaum noch zu toppen ist. Insbesondere wenn es dabei um Top-Loading-Maschinen geht.

Top-Loading ist das Verfahren, bei dem stückige Produkte von oben in einen Verpackungsbehälter – meist eine Kartonschachtel — eingebracht werden. Die Schachteln werden schon vor dem Befüllprozess vom flachen Zuschnitt aufgerichtet, an den Klebelaschen verklebt und nach dem Befüllen mittels eines anhängenden Deckels oder eines separaten Deckelteils verschlossen.

Bildergalerie

Anfänglich glaubte man nicht daran, dass es jemals möglich sein würde, Verpackungsmaschinen zu bauen, die den vielfältigen Möglichkeiten des Top-Loading-Verfahrens gerecht werden können. Mehr noch: Man vermutete, dass das Top-Loading-Verfahren als solches keine Zukunft haben würde, weil man sich zu Zeiten der mechanischen Maschinen nicht vorstellen konnte, dass es jemals eine Technik geben würde, die flexibel genug ist, die zigtausend verschiedenen Produkte in die zigtausend möglichen Schachtelkonstruktionen des Top-Loading-Systems einzubringen und dann noch die vielen Verschlusssysteme, die Top-Loading zulässt, in einer Maschine unterzubringen. Durch die Computertechnik und die Servoantriebe hat man es aber letztlich geschafft.

Die ersten computergesteuerten Top-Loading-Verpackungsmaschinen entstanden Anfang der 80er Jahre. Danach dauerte es rund 20 Jahre der Entwicklung, bis man ein brauchbares Ergebnis in Bezug auf die Flexibilität erzielte.

Top-Loading-Verpackungsmaschinen bleiben konkurrenzfähig

Worin liegt nun das Geheimnis der Flexibilität einer Verpackungsmaschine? Die Antwort auf diese Frage ließ die besagten 20 Jahre auf sich warten und ich glaube schon etwas stolz sein zu dürfen, dass ich nicht nur die Frage einst gestellt und später die Antwort selbst gefunden habe, sondern auch noch den Beweis der Richtigkeit dieser Antwort liefern konnte: Flexibilität entsteht, wenn man einfache Mechanik, intelligente Steuerung und wechselbare Werkzeuge sinnvoll miteinander verbindet.

Eigentlich hätte man viel schneller hinter das Geheimnis kommen können, wenn man sich in der Natur umgesehen hätte. Das Flexibelste, was die Natur hervorgebracht hat, ist der Mensch, und beim Menschen wird die Flexibilität zweifellos durch hohe Intelligenz und den Einsatz von Werkzeugen geschaffen.

In flexiblen Verpackungsmaschinen läuft eine Vielzahl von Funktionen in der Software der Maschinen ab. Am Beispiel einer Verpackungsmaschine für Schokoladenriegel lässt sich dies anschaulich erklären.

Flexible Verpackungsmaschinen brauchen meist mehrbahnige Zuführung

Flexible Verpackungsmaschinen übernehmen die Erzeugnisse aus der Produktion auf einem kontinuierlich laufenden Produktband (Skizze – gelber Pfeil, siehe Bildergalerie). Die einzige Einschränkung dabei ist, dass die Geschwindigkeit des Bandes nicht über 30 m/min liegen darf und somit in aller Regel die Zuführung mehrbahnig sein muss.

Die Produkte werden von einem optischen Erkennungssystem erfasst und mit einer ganzen Reihe von Daten an Pick-and-Place-Roboter übergeben. Die Pick-and- Place-Roboter nehmen die Produkte vom kontinuierlich laufenden Band ab und positionieren sie auf ein Gruppenband (Skizze – blaue Pfeile). Das Positionieren erfolgt so, dass Produktgruppen entstehen, die den späteren Produktlagen in der Packung entsprechen.

Auch das Gruppenband darf nicht schneller als 30 m/min laufen. Gegebenenfalls müssen auch die Produktgruppen mehrreihig aufgesetzt werden. Jetzt nimmt ein weiterer Roboter die Produktlagen auf und setzt sie in die vorgesehene Verpackung (Skizze – rote Pfeile).

Verpackungsmaschinen mit einfacher Mechanik und auswechselbaren Werkzeugen

Einfachste Mechanik, keine Fotozelle, kein Pneumatikschieber, keine Führung, keine Produktabdeckung, dafür hohe Intelligenz und wechselbare Werkzeuge bestimmen die Technik. Die Anzahl der benötigten Roboter richtet sich nach der zu verpackenden Produktmenge, so dass die Flexibilität einer wirklich flexiblen Verpackungsmaschine weit über das hinausgeht, was man ursprünglich einmal zum Ziel hatte, nämlich flexibel beim Verpacken zu sein.

Durch die Anzahl der Roboter lassen sich die Maschinen auch flexibel an die Leistungsanforderungen anpassen. Das Aufrichten der Verpackungsschachteln von flachliegenden Zuschnitten ist Stand der Technik, ebenso das Verschließen der Verpackungen. Auch dabei kommen einfache Bewegungen zum Tragen, intelligente Maschinenabläufe und natürlich wechselbare Werkzeuge.

Durch das Auswechseln der Aufricht-werkzeuge lässt sich jede beliebige Schachtelkonstruktion verwirklichen. Und durch das Auswechseln des Verschließwerkzeugs lässt sich jeder beliebige heute denkbare Schachtelverschluss bewerkstelligen.

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Verpackungsmaschine verpackt Produkte aller Art

Anstelle von Schokoladenriegeln kann auf solch einer Verpackungsmaschine auch jedes andere Produkt einer automatischen Verpackung zugeführt werden, zum Beispiel auch Bierflaschen, um ein etwas ausgefalleneres Produkt zu nennen.

Eine revolutionierende Neuentwicklung zur Verwirklichung des Ziels, flexible Verpackungsmaschinen zu bauen, war der Vakuumtransporteur, der die aufgerichteten Schachteln über wechselbare Saugerplatten am Boden festsaugt und durch die einzelnen Verarbeitungsstationen einer Verpackungsmaschine führt. Der Vakuumtransporteur ist die erste Systemkomponente der hochflexiblen Verpackungsmaschinen, die aufgrund der neuen Erkenntnisse entwickelt wurde.

Ein Konzept, das so einfach ist, dass man eigentlich kaum vermutet, dass es von Menschen entwickelt wurde. Wo immer die Entwicklung auch hingehen mag: Ich bin sicher, dass nur einfache Konzepte zum Erfolg führen. In den kommenden Jahren wird man sich dem automatischen Werkzeugwechsel zuwenden und immer mehr Komfort im Umgang mit der neuen Technik bieten können.

Gerhard Schubert ist geschäftsführender Gesellschafter der Gerhard Schubert Verpackungsmaschinen GmbH in 74564 Crailsheim.

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