Lichttaster verschiedener Produktfamilien, Lichtleiter-Sensoren, induktive Näherungsschalter, Laser-Sensoren, Kontrasttaster und Sicherheitszuhaltungen – in den Flowtos-Taschentuchmaschinen von Winkler und Dünnebier dominiert Sensorik von Sick. Hohe Detektionsqualität, einfache Integration und das Eingehen auf Sonderanforderungen waren für den Maschinenbauer entscheidend.
Die Autoren: Marco Kaiser, Technical Industry Manager Consumer Goods, Corporate Solution Center Factory Automation, Sick AG, Waldkirch, und Andreas Zimmermann, Key Account Manager Consumer Goods, Sick Vertriebs-GmbH, Düsseldorf
Eine große Sensorik-Patchworkfamilie, die sich untereinander in Sachen physikalischer Wirkprinzipien teilweise sehr unterscheidet, benötigt die Flowtos-Taschentuchmaschine bei Winkler und Dünnebier (W+D) in Neuwied aufgrund ihrer komplexen Funktionen. Sie macht innerhalb von Sekunden aus einer Tissue-Rolle fertig gefaltete und verpackte Taschentücher.
„Bis zu 4600 Tissue-Tücher produziert die Maschine in der Minute. Damit ist sie viermal schneller als ein Maschinengewehr“, vergleicht Frank Jungbluth, Projektleiter Elektrotechnik der Flowtos, auf anschauliche Weise. „Klar, dass Sensoren da zuverlässig funktionieren müssen, denn jede Minute Stillstand kostet Performance und bares Geld. Es war uns daher wichtig, die Sensorik komplett aus einer Hand beziehen zu können, mit eingehender Beratung, Auswahl der für jede Applikation optimalen Lösung und ohne sensor- und liefertechnische Schnittstellenrisiken“, argumentiert er. „Die jahrelange Zusammenarbeit mit Sick hat gezeigt, dass wir uns darauf verlassen können.“ Insgesamt mehr als 40 in die Maschine integrierte Sensoren für unterschiedliche Aufgabenstellungen zeigen, was mit einem passenden Portfolio möglich ist.
Bei der Flowtos handelt es sich um eine zweibahnige Taschentuchmaschine mit integrierten Einzel- und Gebindeverpacker. Aus 2-, 3- oder 4-lagigem Tissue können pro Minute bis zu 4600 Taschentücher hergestellt werden. Die Stapelmengen zwischen fünf und 15 Taschentüchern sind ebenso elektronisch voreinstellbar wie die Zahl der Gebinde – zwischen sechs und 56 Einzelpäckchen. „Die Produktions- und Verpackungstechnologie der Maschine bietet aber nicht nur maximale Flexibilität bei Größe und Anzahl der Tücher pro Stapel, sondern minimiert auch die Rüstzeiten bei einem Wechsel zwischen standardmäßig und kompakt gefalteten Produkten im Poket-Format“, erläutert Frank Jungbluth. Aufgrund ihrer modularisierten Bauweise und der u-förmigen Verkettung der Funktionseinheiten von der Abrollung bis zur Gebindeverpackung ist die Maschine für den Betrieb, die Reinigung und die Wartung sehr leicht zugänglich.
Intelligente Sensorlösungen beim Abrollen, Glätten und Verprägen
Die Maschine setzt sich aus den aufeinanderfolgenden Modulen Abrollung, Glätt- und Verprägestation, Schneide-, Falt- und Stapeleinheit, Einzelverpackung mit integrierter Wendeeinrichtung und Gebindeverpackung zusammen. In der Abrollung beispielsweise wird Tissue-Material von einer Rolle mit etwa 2 m Durchmesser abgewickelt. Dabei wird der abnehmende Rollendurchmesser kontinuierlich durch einen Lichttaster WT14-2 überwacht. Seine Hintergrundunterdrückung sorgt für eine zuverlässige Detektion auch bei kritischen Umfeldbedingungen. Ein weiterer Lichttaster in der Abrollung, ein WT18-3, überwacht den Abwickelprozess auf einen möglichen Bahnriss.
Die hohe Unempfindlichkeit des Tasters gegenüber Fremdlichtquellen und HF-Lampen im Umfeld gewährleistet ein zuverlässiges Schaltverhalten. In der Glätt- und Verprägestation wird das Tissue, dessen Bahnspannung über die Servoantriebe elektronisch geregelt wird, geglättet und in einem Kalander verprägt, um die einzelnen Tissue-Lagen am Rand miteinander zu verbinden. Als Überwachung gegen unbeabsichtigtes Aufwickeln von Tissue auf die Kalanderwalzen und zur Detektion von Materialrückständen im Prägebereich setzt W+D Lichttaster der Produktfamilie VT180-2 ein.
„Drei Argumente sprachen für diesen Sensor“ blickt Frank Jungbluth zurück, „Die zylindrische M18-Bauform des Metallgehäuses ermöglichte eine leichte Integration. Der Sensor kann die glänzende Walzenoberfläche und die durchlaufende Tissue-Bahn trotz ähnlichem Remissionsverhalten sicher voneinander unterscheiden. Und schließlich sorgt die hohe Schaltfrequenz von 1000 Hz für ein schnelles Ansprechen des Sensors und minimalen Materialverlust.“
Hohe Prozesssicherheit in der gesamten Anlage
Auch beim Schneiden, Falten und Stapeln sowie beim schlussendlichen Verpacken der Taschentücher kommen unter anderem Näherungssensoren und Lichttaster von Sick zum Einsatz. Zudem bietet das Unternehmen Lösungen für die Maschinensicherheit. So werden beispielsweise die Zugangstür am Zaun der Abrollstation sowie die mechanisch trennenden Abdeckungen im mittleren Maschinensegment mit Sicherheitszuhaltungen der Produktfamilie i15 lock überwacht. Als mechanische Sicherheitsschalter in Schutzart IP67 mit Feder- und Magnetkraftverriegelung und einem robusten Betätigerkopf bewähren sie sich auch im staubbelasteten Betriebsumfeld der Flowtos-Taschentuchmaschine als zuverlässige Türüberwachung. I
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