Verpackungsmaschinen Mit Standards zum Spezialisten

Autor / Redakteur: Sabine Mühlenkamp / Dipl.-Betriebswirt (FH) Bernd Maienschein

Sonderverpackungen nehmen ständig zu – und dies gilt quer durch alle Branchen. Die Tendenz zu kleineren Packeinheiten, detaillierte Anwenderwünsche und ständig wechselnde Gebindearten treiben die Hersteller von Verpackungsmaschinen zur Höchstform. Die Antwort auf die wachsende Zahl der Sonderformate heißt: Flexibilität.

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In der Fresh Can werden die empfindlichen Wirkstoffe in einem Wedge gelagert. Öffnet der Verbraucher die Verpackung, entsteht ein Druckabfall, der dazu führt, dass der Deckel des Wedge aufspringt. Bild: Ball Europe
In der Fresh Can werden die empfindlichen Wirkstoffe in einem Wedge gelagert. Öffnet der Verbraucher die Verpackung, entsteht ein Druckabfall, der dazu führt, dass der Deckel des Wedge aufspringt. Bild: Ball Europe
( Archiv: Vogel Business Media )

Für Sonderverpackungen, die in großen Volumina hergestellt werden, müssen flexible Verpackungsmaschinen und –Systeme entwickelt werden, die unterschiedliche Packstile und Formate auf der gleichen Anlage abpacken können“, erklärt Bernard C. Fenner, Director Global Marketing, Bosch Packaging Technology, Sigpack International im schweizerischen Neuhausen. Nur mit wandelbaren Maschinen können Produzenten auf ihre Kunden und den Markt schnell reagieren.

Hierbei wird immer mehr auf Systemlösungen inklusive Planung und Ausführung sowie Modulbauweise (Baukastensystem) gesetzt. „Die Nachfrage nach immer höherer Flexibilität haben wir frühzeitig erkannt und unser Verpackungsmaschinenprogramm dafür ausgebaut, indem wir hochflexible elektronisch gesteuerte und bewegte Maschinenkomponenten geschaffen haben, die höchste Flexibilität zulassen“, beschreibt Geschäftsführer Gerhard Schubert den Weg des gleichnamigen Crailsheimer Unternehmens. „Heute können wir jede Verpackungsaufgabe, die uns gestellt wird, mit Hilfe unserer Standardkomponenten lösen.“

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Mikroelektronik und Prozessortechnik lassen Verpackungsmaschinen schneller arbeiten

Ein Hauptaspekt bei der Weiterentwicklung des Herstellungsprozesses ist die Erhöhung der Verarbeitungsgeschwindigkeit der Produktlinien mit Hilfe der Mikroelektronik und Prozessortechnik. Noch vor 20 Jahren dominierte die Mechanik mit einem Entwicklungskostenanteil von 80% und die Software lag bei 5% der Kosten. Mittlerweile liegen Software und Mechanik bei jeweils 40% Entwicklungskostenanteil.

„Wir haben möglichst viele Funktionen unserer Standardkomponenten in die Software der Baugruppen verlegt. Dadurch lassen sich die Baugruppen sehr einfach mit Hilfe der Tastatur eines Personalcomputers auf die jeweilige Anforderung einstellen. Darüber hinaus setzen wir auf unseren Standardkomponenten produktspezifische Werkzeuge ein, die speziell für die jeweilige Verpackungsaufgabe angefertigt werden“, verdeutlicht Schubert das Konzept einer modernen Verpackungsmaschine und fasst die wesentlichen Komponenten zusammen: „Das Geheimnis der Flexibilität ist ein einfacher mechanischer Aufbau, eine intelligente Steuerung und produktspezifische Werkzeuge.“

Für die Hersteller von Verpackungsmaschinen zählt der Kunde

Während für die Anwender Flexibilität, Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit zählen, will der Hersteller von Verpackungsmaschinen die Herstell- und Servicekosten senken und schnell liefern. Denn Unternehmen mit kurzen Entwicklungszeiten können den Markt länger beobachten und sich besser auf aktuelle Entwicklungen einstellen. Ständig wechselnde Verpackungen fordert etwa der Markt für Elektronikprodukte, aber natürlich auch die Lebensmittelindustrie.

Dabei wird eins deutlich: der Kunde gibt die Entwicklung vor: „Industrielle Multivac-Maschinen sind seit jeher maßgeschneidert“, berichtet Harald Teutenberg, zuständig für die Öffentlichkeitsarbeit der Multivac-Gruppe aus Wolfertschwenden. „Wesentliche Komponenten werden individuell für den jeweiligen Kunden konstruiert und auf sein spezielles Produkt, seine Produktionsbedingungen zugeschnitten.“

Dabei macht Teutenberg deutlich, dass sich nicht alle Probleme über modulare Verpackungsmaschinen lösen lassen. „Es gibt häufig Anwendungen, bei denen wir gänzlich neue technische Details entwickeln müssen. Dabei arbeiten wir eng mit den Kunden zusammen, um die wirtschaftlich, hygienisch und ästhetisch beste Lösung zu finden.“

Dabei lassen sich nicht alle Vorgaben erfüllen, wie Fenner berichtet: „Der Spagat ist nicht einfach zu meistern und erfordert modulare Produktplattformen und tiefes Anwendungswissen. Auf der Basis unserer modularen Produkte kreieren wir jeweils individuelle, auf den Kunden und sein Problem abgestimmte Lösungen, die effizient und effektiv Verpackungen herstellen.“

Frühe Zusammenarbeit mit dem Kunden sichert den Erfolg

Ein wesentlicher Aspekt beim Erfolg ist die frühzeitige Zusammenarbeit mit dem Kunden. Bosch Packaging Technology arbeitet dabei eng mit der Branche zusammen, um frühzeitig in die Entwicklungsprozesse von Verpackungen einbezogen zu werden. Dabei unterstützt Bosch seine Partner durch technische Planung, konstruktiven Entwurf, Grafikdesign, Mustererstellung, Machbarkeitsstudien und Kostenanalysen. „Die Herangehensweise bringt in der Konzept- und Entwurfsphase enorme technische und ingenieurtechnische Kompetenz mit ein“, beschreibt Fenner den mitunter schwierigen Weg, der sich aber lohnt: „Dies ist für das Endergebnis von Vorteil und richtet bereits die Entwürfe auf wirtschaftlich machbare Lösungen aus.“

“Multivac-Tiefziehmaschinen und -Traysealer sind stets auf die jeweilige Anwendung zugeschnitten. Ein flexibler Wechsel der Packgüter lässt sich auf verschiedene Weise erreichen: zum Beispiel durch eine Konstruktion, die den raschen und einfachen Wechsel der Formateinsätze gestattet, oder durch Verwendung von zwei verschiedenen Formaten auf ein und derselben Maschine. Bei Vakuum-Kammermaschinen liegt die Flexibilität im Prinzip: Damit lassen sich beliebige Produkte verpacken, die in einen Beutel und in die Vakuum-Kammer passen“, erklärt Teutenberg.

Der verstärkte Einsatz der Elektronik in Verpackungsmaschinen hat dazu beigetragen, dass, trotz Sonderformaten, der Bedienkomfort gestiegen ist. Das Resultat sind beachtliche Kosteneinsparungen für den abpackenden Betrieb.

Wie dies in der Praxis umgesetzt wurde, zeigt die Zusammenarbeit zwischen Sigpack Systems, ein Unternehmen der Bosch Packaging Technology, und der Firma Burgopak, die eine spezielle Verpackungslinie entwickelten, die zum großen Teil auf bestehende Module zurückgreift. „Das für eine große Zahl von Verpackungsformaten und Produktanwendungen ausgelegte Systemkonzept stellt Verpackungen mit dem einzigartigen Schiebemechanismus nach einem patentierten Prinzip her“, erläutert Fenner.

Diese neue Form des Verpackens eignet sich sowohl für Tabletten und Kapseln in Blisterverpackungen als auch für Geräte der Konsumelektronik, wie zum Beispiel Handys, CD, DVD und SIM-Karten. „Auch Eigenschaften wie Ergonomie und bequemen Handhabung, als auch Aspekten der Produktsicherheit und Fälschungssicherheit trägt dieses Konzept Rechnung“, weist Fenner auf weitere entscheidende Merkmale der Linie hin. Der Erfolg gibt der Entwicklung recht: Bisher produzierte Burgopack über 15 Mio. Verpackungen von Hand. Nun geschieht die Produktion automatisch und garantiert einen zuverlässigen und kostengünstigen Betrieb.

Roboter können mehr als Verpacken

Neben der Automatisierung liegt ein weiterer Schwerpunkt in modernen Verpackungsmaschinen in der hochwertigen Robotertechnik. Spezielle Greifwerkzeuge und Transportmechanismen packen, laden und platzieren zum Teil in einer atemberaubenden Geschwindigkeit ihre Produkte. “Wir sind schon stolz auf unsere TLM-F2-Roboter, die wichtigsten Komponenten unseres Maschinensystems. Sie machen es möglich, mit einfachen Mitteln ein Problem zu lösen“, berichtet Schubert.

Schubert Verpackungsmaschinen übernahmen im vergangenen Jahr für die Firma Finlays die Verpackung für Teepads. Es galt, 10 000 Teepads pro Minute von Teeverpackungsmaschinen zu übernehmen und in Verpackungsschachteln verschiedenen Inhalts zu verpacken. „Eine große Schwierigkeit war das Platzangebot. Die Maschinen mussten auf kleinstem Raum untergebracht werden“, erinnert sich Schubert. „Die Übernahme der Teepads war schnell gelöst, das Platzangebot reichte ebenfalls aus, doch – wie bekommt man Teepads, die voluminös sind, in eine Packung, die eigentlich viel zu klein dafür ist?“

Hier galt es, über das eigentliche Verpackungsproblem hinaus zu denken. Rütteltests ergaben, dass man während des Füllvorgangs die Packung rütteln muss, damit sich die Teepads wunschgemäß in der Packung absetzen. Die Frage war nun, ob man eine aufwändige Rüttelvorrichtung entwickeln musste oder ob man dies einem Roboter überlassen konnte. „Es stellte sich heraus, dass durch ein raffiniertes Rütteln die Aufgabe zu lösen war“, beschreibt Schubert die Lösung. „Inzwischen teilen sich zwei Roboter die Befüllaufgabe. Während ein Roboter die Teepads aus Behältern in die Verpackungsschachtel schüttelt, spannt der „Kollege“ die Packung und rüttelt sie genau im richtigen Verhältnis zur Schüttgeschwindigkeit.“

Wie vielfältig das Spektrum eines Herstellers für Verpackungsmaschinen sein kann, zeigen die Beispiele von Multivac. So entwickelte das Unternehmen mit Sterilevent eine Kunststoffverpackung mit einem Fenster aus gasdurchlässigem Vlies. Diese Lösung ist wegen des geringen Anteils an Vlies kostengünstig, erlaubt aber in vollem Umfang die Sterilisation des Produkts. Zur Produktion auf einer Tiefziehmaschine war die Entwicklung einer völlig neuen Maschineneinheit erforderlich.

Bei einer anderen Entwicklung ging es um eine Tiefziehverpackung für frischen Pizzateig von Nestlé. Diese enthält ein Einwegventil, um das aus dem Teig entweichende CO2 aus der Packung zu entlassen. Das Einwegventil wird in einem sehr aufwändigen Prozess inline in die tiefgezogene Verpackung integriert.

Sicherheit beim Transport

Flexibilität wird auch von den Entwicklern von Transportverpackungen gefordert. Der braune Versandkarton hat zwar nicht ausgedient, lässt sich jedoch durchaus noch verbessern. Unter dem Namen Multi-Cargo entwickelt der Lohnhersteller Nordpack seit einiger Zeit eigene Produkte in den Bereichen zeit- und volumenoptimierte Systemverpackungen, Transport-/Gefahrgutsicherung und Produktsicherung. Highlight war die Entwicklung einer Airbag-Verpackung.

Besondere Herausforderung hierbei ist, dass ein Karton den 6c-Test (bonfire) der Klasse 9 und damit die höchsten Gefahrgutanforderungen erfüllen muss. Beim Abbrennen des Kartons dürfen Airbagteile und Splitter nicht weiter als vier Meter wegfliegen. Flachliegend und platzsparend angeliefert, ist die Box mit dem stabilen Steckboden in wenigen Sekunden aufgerichtet. Mit wenigen Handgriffen ist der Airbag rüttelfest fixiert.

Das Beispiel zeigt deutlich, dass sich mit Einfallsreichtum auch scheinbar simple Verpackungen zum innovativen Produkt verändern können – und dass es bei Sonderverpackungen keine Grenzen gibt. MM

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