Inhaltsverzeichnis
1. Expertise für die Endverpackung
2. Asynchronmotoren mit dezentralem Frequenzumrichter
3. Fazit und Ausblick
Jörg Niermann, Bereichsleiter Marketing bei Nord Drivesystems: „Unsere Lösungen in der Verpackungsindustrie umfassen den Primär-, Sekundär- und End-of-Line-Bereich,“ „Wir verfügen über langjährige Erfahrung in der Branche und entwickeln hochwertige und nachhaltige Antriebe, die den Anforderungen verschiedener Anwendungsbereiche in der Verpackungsbranche gerecht werden.“ Das globale Service-Netzwerk des Unternehmens unterstützt Kunden weltweit von der Entwicklung bis zur Inbetriebnahme und realisiert zentrale und dezentrale Antriebslösungen nach Maß, die mit allen üblichen Bussystemen kompatibel sind. „Um den Anforderungen im Primärverpackungsbereich der Lebensmittel- und Getränkeindustrie gerecht zu werden bieten wir unsere washdown-geeigneten und FDA-zertifizierten Antriebe bis Schutzklasse IP69K an,“ so Niermann weiter. Diese werden unter anderem zur Bewegung von Förderbändern eingesetzt. Mit der Oberflächenveredelung nsd tupH wird das Aluminiumgehäuse ähnlich korrosionsbeständig wie Edelstahl – selbst bei häufiger Reinigung und dem Einsatz von Chemikalien in der Spritzwasserzone. Die Motoren verfügen jedoch über eine bessere Wärmeleitfähigkeit und ermöglichen somit die Verwendung kleinerer Baugrößen.
Zudem hat der Hersteller modulare und flexible Schneckengetriebe der Baureihen Universal SI oder die SMI mit glatten Oberflächen im Portfolio, die ebenfalls mit nsd tupH behandelt werden können. Weitere Vorteile sind ihr geringes Gewicht in der Aluminiumausführung, ihre hohe Überlastfähigkeit sowie der geräuscharme Betrieb und sanfte Lauf.
Auch das patentierte DuoDrive im hygienefreundlichen Design und möglicher nsd tupH-Ausführung lässt sich im Spritzwasserbereich einsetzen. Es vereint einen IE5+-Synchronmotor mit einem einstufigen Stirnradgetriebe. Mit seinem optimierten Systemwirkungsgrad und hoher Leistungsdichte ist es für Förderanwendungen in der Spritzwasserzone des Primärverpackungsbereichs geeignet. Gemeinsam mit der einfachen Inbetriebnahme ergibt sich eine deutliche Senkung der Total Cost of Ownership gegenüber anderen Antriebssystemen.
Für den Bereich der Sekundärverpackungen bietet der Antriebsspezialist ebenfalls effiziente Antriebslösungen, die unter anderem in Förderband- und Etikettieranwendungen zum Einsatz kommen. So stellen die Elektromotoren des Herstellers zum Beispiel eine wirtschaftliche Alternative zu Pneumatikzylindern zum Aufrichten, Verladen oder Verschließen von Kartons dar. Von Vorteil sind auch hier die Schneckengetriebe des Herstellers zur Umsetzung einfacher und schneller Bewegungen mit großen Übersetzungen.
Expertise für die Endverpackung
Palettiermaschinen müssen reibungslos funktionieren, damit Produktströme nicht ins Stocken geraten und sich flexibel an verschiedene Anwendungen anpassen lassen. Sie erfordern häufig dynamische Antriebslösungen und eine präzise Positionierung in mehreren Achsen. „Bei Applikationen mit großer Massenträgheit oder langen Verfahrwegen im End-of-Line-Bereich wie etwa beim Palettieren, Paletten-Stabilisieren oder Paletten-Handling kommen oft überdimensionierte Antriebe mit zentral gesteuerten Synchronmotoren zum Einsatz, bei denen die Antriebselektronik im Schaltschrank untergebracht ist“, erklärt Niermann. „Wir bieten effizientere und wirtschaftlichere Lösungen.“ Nord verfügt über ein modulares und flexibles Produktportfolio für Verpackungsmaschinen und liefert Antriebslösungen für verschiedene Performance-Level – darin enthalten sind sowohl Synchron- als auch Asynchronmotoren (IE3 oder IE5+) mit Flachgetriebe, Stirnradgetriebe oder Kegelradgetriebe und zentralem oder dezentralem Frequenzumrichter. Servoantriebe mit Synchron- oder Asynchronmotoren und motormontiertem Frequenzumrichter ermöglichen deutlich schlankere und effizientere Antriebslösungen als mit einem klassisch zentral gesteuerten Synchronmotor. Die Umrichter aus dem Nord-Baukasten lassen sich schnell installieren, unkompliziert bedienen und sind mit allen Bussystemen und Steuerungen kompatibel.
Features wie die PLC-Funktionalität für antriebsnahe Funktionen, eine Energiesparfunktion für den Teillastbereich, die Positioniersteuerung Posicon, integrierte Bremschopper für den 4-Quadrantenbetrieb und funktionale Sicherheit mit STO und SS1 garantieren einen hohen Anwendungsnutzen.
Die Umrichter performen open-loop oder closed-loop und sind für den Betrieb von Asynchron- und Synchronmotoren ausgelegt. Die präzise Stromvektorregelung kann dabei das Optimum an Drehmoment in unterschiedlichsten Last- und Drehzahlsituationen herausholen. Darüber hinaus können sie zahlreiche Funktionen und Antriebsaufgaben übernehmen.
Die einfachste Variante beinhaltet einen IE3-Asynchronmotor mit einem auf die Anwendung zugeschnittenen Getriebe sowie einem aufsteckbaren dezentralen Nordac Base SK 180E Frequenzumrichter (0,25 bis 2,2 kW). Für Standardanwendungen bietet das Unternehmen ebenfalls einen IE3-Asynchronmotor mit passendem Getriebe und einem Nordac On SK 300P (0,37–0,95 kW), für Positionieranwendungen den Nordac Flex SK 200E (0,55–22 kW) Frequenzumrichter und für Anforderungen zur Energieeinsparung einen IE5+-Synchronmotor in Kombination mit dem Nordac On+ SK310P.
Asynchronmotoren mit dezentralem Frequenzumrichter
In der Vergangenheit setzte das niederländische Maschinenbauunternehmen Symach komplett auf zentrale Antriebssteuerungen. Hierfür waren auf der Maschinenoberseite montierte Schaltkästen notwendig, die viel Platz beanspruchten und zusätzliche Kosten verursachten, so dass sich das Unternehmen für eine Umrüstung entschied und seitdem die Antriebseinheiten von Nord einsetzt. Man entschied sich dafür im Zuge der Modernisierung dynamische und schlanke Asynchrontechnik zu verwenden.
Die Palettiermaschinen von Symach platzieren jedes Produkt einzeln auf den Paletten. Ein speziell konstruierter Kopf ermöglicht eine genaue Handhabung. Die drei bis vier Meter hohen Maschinen werden über ein Transportband beschickt und das Stückgut von einem Manipulator aufgefangen. Säcke etwa gleiten gegen einen Festanschlag und werden von einer Zentriereinheit ausgerichtet, sodass der Manipulator sie exakt an der programmierten Position fallen lassen kann. So ist eine genaue und überlappende Stapelung bei optimaler Stabilität realisierbar. Es lassen sich unterschiedliche Stapelmuster und Geschwindigkeiten programmieren. Der Palettentisch wird während des Stapelprozesses abgesenkt, bis eine definierte Höhe erreicht ist. Die beladene Palette wird dann über eine Rollenbahn zu einer Wickelmaschine transportiert und zum Schluss noch mit Folie umwickelt. Die Getriebemotoren mit direkt auf dem Motor montierten Umrichtern der Baureihe Nordac Flex SK 200E haben sich bei der Steuerung der komplexen Bewegungsabläufe des Greifers und der Zentriereinheit der Pallettiermaschinen bewährt: „Die Vorteile dieser Lösung liegen nicht nur in niedrigeren Beschaffungskosten, sondern auch in größeren Auswahlmöglichkeiten für die Maschinenkonstrukteure, da Asynchronmotoren überall verfügbar und wartungsfreundlich sind und sich problemlos mit verschiedenen Getriebetypen kombinieren lassen“, so Niermann.
Darüber hinaus lassen sie sich in Aufsteckausführung einfach austauschen. „Rechnet man all diese Vorteile zusammen, verursachen die mit dezentral gesteuerten Asynchronmotoren ausgestatteten Palettierer geringere Gesamtbetriebskosten als die mit Servomotoren.“ Damit sind sie ein gutes Beispiel für eine Weiterentwicklung mit Mehrwert durch die Expertise und Produkte des Herstellers.
Fazit und Ausblick
Der modulare Produktbaukasten, die globalen Services mit kundenindividueller Betreuung und das breite Angebot an standardisierten Komponenten sowie kundenspezifischen Lösungen von Nord sind wesentliche Erfolgsfaktoren für wirtschaftliche und effiziente Antriebslösungen in der Verpackungstechnik – die deutlich zur Reduzierung der Total Cost of Ownership (TCO) und des Energieverbrauchs eines Unternehmens beitragen können. (jg)
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