Sondermaschinen Innovation – eine Frage der Umsetzbarkeit

Autor / Redakteur: Werner Weber / M. A. Benedikt Hofmann

Um ihre Automatisierungssparte weiter auszubauen, entschied sich das mittelständische Unternehmen Steffes Prüf- und Messtechnik eine innovative Packanlage zu entwickeln. Aufgrund beengter Umgebungsbedingungen planten die Entwickler eine höhenverstellbare und damit besonders kompakte Anlage. Mithilfe der Komponenten und Module des Aluminium-Baukastensystems von Maschinenbau Kitz (mk) konnten alle Anforderungen umgesetzt werden.

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Die Packanlage S-Pack-PAL-T von Steffes zum Sammeln, Packen und Palettieren von Hohlkörpern verschiedenster Art, wurde mit Aluminiumprofilen und Fördertechnik von mk realisiert.
Die Packanlage S-Pack-PAL-T von Steffes zum Sammeln, Packen und Palettieren von Hohlkörpern verschiedenster Art, wurde mit Aluminiumprofilen und Fördertechnik von mk realisiert.
(Bild: Maschinenbau Kitz)

Im eigentlichen Sinne bedeutet Innovation die „Realisierung einer neuartigen, fortschrittlichen Lösung für ein bestimmtes Problem, besonders die Einführung eines neuen Produkts oder die Anwendung eines neuen Verfahrens “. Bezeichnend ist hierbei zudem, dass diese Lösung auch tatsächlich im Markt Anwendung finden muss. Kurz: Eine gute Idee ist noch keine Innovation. Erst die erfolgreiche Umsetzung dieser Idee macht sie zur wirklichen Innovation.

Wie beim mittelständischen Unternehmen Steffes Prüf- und Messtechnik. Seit knapp 40 Jahren entwickelt und baut Steffes Komplettlösungen zum Prüfen, Sammeln, Packen und Transportieren von Hohlkörpern verschiedenster Art. Blasformmaschinenhersteller, Verpackungsspezialisten oder Automobilbauer auf der ganzen Welt zählen zu den Kunden des Unternehmens. Mit circa 6000 Anlagen weltweit ist Steffes sehr stark exportorientiert: etwa 75 % ihres Umsatzes generiert sie über den Außenhandel. Maxim Janzen, technischer Leiter bei Steffes ist unter anderem für die nationale und internationale Kundenberatung sowie die Konstruktion und Entwicklung neuer Produkte zuständig. Mit über sechs Jahren in dieser Position weiß er, welche Schwierigkeiten das innovativ sein mit sich bringt: „Bei Neuentwicklungen ist es im Allgemeinen äußerst kompliziert und sehr zeitintensiv die richtigen Lieferanten auszusuchen und alles an unser Equipment anzupassen, damit alles wie geplant funktioniert.“

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Beispiel für Innovation

Die Entwicklung der Packanlage S-Pack-PAL-T von Steffes zeigt, wie Innovation aussehen kann. Die Packanlage ist eine vollautomatische Anlage zum Packen verschiedener leerer Behälter (zum Beispiel Flaschen, Dosen, Kanister) in Papptrays und anschließendem Palettieren der Trays auf einer Palette. Das Besondere an dieser Anlage ist, dass sie sich komplett, das heißt inklusive Gestell, in der Höhe variieren lässt. „Wir hatten entschieden, eine innovative Packanlage zu entwickeln und damit unsere Automatisierungssparte weiter auszubauen“, sagt Janzen. Die Anlage wurde in enger Kooperation mit dem Kunden, einem großen Verpackungshersteller entwickelt, der auch die Anforderungen definierte.

Neben den Voraussetzungen wie „robust“, „sicher“ und „einfach in der Bedienung“ sollte die Anlage unter anderem eine Packhöhe von 3 m haben. Weiterhin sollte sie ein kompaktes und boxförmiges Gestell haben, damit sie bestmöglich auf einem Lkw oder einem Seecontainer transportiert werden kann. Zudem kommt noch eine gewisse Flexibilität hinzu, die bei solchen Anlagen insbesondere im Konstruktionsprozess unabdingbar ist.

Diese Anforderungen sehen auf den ersten Blick nicht besonders außergewöhnlich aus. Doch in der Umsetzung erweisen sich häufig auch scheinbar einfache Voraussetzungen als hohe Hürden, weiß auch Christian Becker, Produktmanager bei Maschinenbau Kitz: „Bei Neuentwicklungen gilt es nicht nur zu beachten, dass alles funktioniert, wie es soll. Gerade Anforderungen, die nicht primär die Funktion oder die Kapazitäten der Maschine betreffen, können häufig konstruktive Veränderungen des Konzeptes verlangen.“ Zum Beispiel müssen der Transport und das Einbringen einer Maschine ebenso berücksichtigt werden, wie Betriebskosten der Anlage oder auch Ergonomie oder Geräuschemissionen. Und auch ganz trivial erscheinende Voraussetzungen, wie Räumlichkeiten können die Umsetzung einer Idee stark beeinflussen.

Die Entstehung der Idee

Wie im Beispiel der Packanlage von Steffes. Insbesondere die geforderte Packhöhe von 3 m stellte sich zunächst als großes Hindernis heraus. Die Deckenhöhe der Montagehalle bei Steffes erlaubte den Bau einer solch hohen Anlage einfach nicht. Aus der Not heraus überlegten die Entwickler, das Gestell teleskopierbar zu konstruieren. Um die erforderliche Höhe zu erreichen, sollte es um 1,5 m ausgefahren werden können. Nachdem das Konzept feststand, erkannten die Entwickler, welche Vorteile dieses System noch mit sich brachte: In dieser Form konnte die Anlage unter anderem in einem Stück auf einem Lkw oder in einem Container transportiert werden. Somit musste sie für den Transport nicht abgebaut und am Einsatzort wieder aufgebaut werden.

Die Konstruktion der weiteren Baugruppen und Bauteile musste nun an dieses System angepasst werden. „Eine Neuentwicklung ist immer auch ein Prozess, der sich entfalten muss. Neue Ideen bauen auf vorherigen auf, alte Ideen werden verworfen, bis ein schlüssiges Konzept steht“, so Becker. „Und das Ganze muss dann auch noch umsetzbar sein.“ Steffes verwendet schon seit einigen Jahrzehnten das Aluminiumprofilsystem von Maschinenbau Kitz als Basis für ihre Maschinen. „Das mk Baukastensystem hat sich für uns schon vielfach bewährt“, sagt Maxim Janzen. „Wegen der großen Vielfalt an Profilen und Zubehör konnten wir unsere Ideen immer bestmöglich umsetzen.“

Und damit konnten die Steffes-Konstrukteure die Idee verwirklichen: Nicht nur das teleskopierbare Gestell der Anlage, sondern auch Bauteile wie Rahmen und Gehäuse, Türen und Fenster oder der Greifer für die Papptrays sind aus dem mk-System gebaut. Die Möglichkeiten der mk-Produkte gehen aber auch noch weiter. In der Packanlage haben die Konstrukteure von Steffes auch Transportbänder von Maschinenbau Kitz verbaut: Zwei senkrecht gegenüberstehende Zahnriemenförderer mit Mitnehmern dienen nach dem Paternosterprinzip als Pufferspeicher für die Papptrays. Mit entsprechender Taktung werden die Trays gepuffert beziehungsweise der weiteren Verwendung wieder zugeführt.

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Ein Baukasten, viele Möglichkeiten

Das mk-Baukastensystem ist so aufgebaut, dass Profile, Zubehör und Fördertechnik vollständig miteinander kompatibel sind. „Mit unseren Produkten lassen sich sämtliche mechanische Grundfunktionen einer modernen Fabrikautomation realisieren“, erklärt Becker. „Neben den einzelnen Komponenten können unsere Kunden bei uns auch feste Funktionen zu festen Preisen erhalten. Das reduziert Projektkosten und Risiken.“

„Für unsere Kunden ist es in der Regel kein Verkaufsargument, auf welcher Basis wir unsere Maschinen bauen“, führt Janzen aus. „Aber für uns als Maschinenhersteller bieten die mk-Komponenten und Module insbesondere im Konstruktions- und Herstellungsprozess einige wichtige Vorteile.“ Besonders die benötigte Flexibilität während einer Neuentwicklung lässt sich mit den mk-Produkten gut realisieren. Bauteile lassen sich schnell und einfach nachträglich ändern oder anpassen. Die Vielfalt des Profilsystems ermöglicht auch ungewöhnliche Anwendungen.

Wissen wie es geht

Die mk-Experten wissen, wie die Produkte am besten eingesetzt werden, und beraten ihre Kunden auch zur Konstruktion der Anlagen. „Dennoch gibt es auch für uns immer wieder kreative und überraschende Anwendungen seitens unserer Kunden“, erzählt Becker. So hat mk zum Beispiel mit einem Kunden einen gebogenen Magnetförderer konstruiert. Er befördert das ferromagnetische Fördergut auf der Unterseite des Förderers in die Höhe, um es dort an den nächsten Produktionsschritt weiterzugeben.

Bei der Entwicklung und Umsetzung der Steffes-Packanlage benötigten die Konstrukteure dort nur wenig Beratung: „Das System und der Katalog sind verständlich aufgebaut und wir kennen die Produkte sehr gut“, sagt Maxim Janzen. „Bei Modulen wie Transportbändern hat uns der mk-Außendienst gut beraten, wie wir die Förderer am besten einsetzen.“

Um die Anlage möglichst kompakt zu bauen, wurde das höhenverstellbare Gestell mit einem Scherenhubantrieb realisiert. Teleskopierbare mk Profile sorgen für die notwendige Flexibilität. Bauteile und Baugruppen, die im Betrieb aus dem Gestell hinausragen wurden so konstruiert, dass sie für den Transport eingefahren bzw. eingeklappt werden können.

Erfolgreiche Innovation

Nachdem das Konzept der Packanlage vollständig ausgearbeitet war, wurde der erste Prototyp als halbautomatische Version beim Kunden in Betrieb genommen. Etwas später folgten zwei weitere Anlagen als vollautomatische Version mit diversen Optionen und Neuerungen. Für Steffes hat sich die Entwicklung der Packanlage auf jeden Fall gelohnt: Nach den ersten drei Anlagen sind nun zwei weitere in Planung. „Unser Kunde ist hochzufrieden und wir sind es auch“, berichtet Janzen.

Das Beispiel zeigt, wie gelebte Innovation in einem mittelständischen Unternehmen funktionieren kann: Innovativ sein, bedeutet demnach nicht nur, die Möglichkeiten auszuschöpfen, sondern auch, aus der Not eine Tugend zu machen. Und mit den richtigen Komponenten lassen sich selbst ungewöhnliche Ideen realisieren. MM

* Werner Weber ist verantwortlich für die Pressearbeit der Maschinenbau Kitz GmbH in 53844 Troisdorf, Tel. (02 28)45 98-0, info@mk-group.com

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