Zählen, Prüfen und Verpacken

Der Autor: René Achnitz, Leiter des Geschäftsbereichs Iglidur- Gleitlager, Igus, Köln

Papier, so sagt man, ist geduldig. Und meint damit, dass längst nicht alles stimmen muss, was gedruckt wird. Im Hochsicherheitsdruck trifft das nicht zu. Die Wertangabe muss absolut zutreffend sein und eine Fälschung muss ausgeschlossen werden. Deshalb gelten sehr hohe Anforderungen an die Sicherheit und Qualität von Wertpapier. Entsprechende Sorgfalt wird bei dessen Produktion und Verarbeitung an den Tag gelegt – beispielsweise beim Zählen, Ausrichten, Verpacken und Palettieren.

Die Baumann Maschinenbau Solms GmbH & Co. KG hat in Zusammenarbeit mit der GTS Geräte- und Sondermaschinenbau GmbH eine komplette Verarbeitungslinie für Wertpapier entwickelt und gefertigt. Die Kooperation beider Unternehmen fügt deren Kernkompetenzen sinnvoll zusammen. Baumann ist anerkannter Spezialist für das Schneiden, Wenden und Schütteln von Papier. GTS entwickelt und produziert hochgenaue Zählmaschinen, die 500 Blatt Papier in rund 3 s einzeln „durchblättern“ und exakt zählen.

Baumann und GTS arbeiten bei größeren Projekten regelmäßig zusammen. Dass sie eine durchgängig automatisierte, 38 m lange Anlage aus einem Guss entwickeln und liefern, ist jedoch eine Herausforderung. GTS tritt in diesem Fall als Generalunternehmer auf, Kunde ist eine ausländische Notenbank.

Bei den einzelnen Arbeitsschritten konnten die Entwickler weitestgehend auf vorhandene Module zurückgreifen. Die Fördertechnik hingegen wurde vollkommen neu entwickelt. Um die Variantenvielfalt möglichst klein zu halten, kommen auch hier standardisierte Module für die Funktionen Fördern und Drehen zum Einsatz.

Die Neukonstruktion dieser Module bot die Chance, auch neue Komponenten einzusetzen. Die Drehtische drehen sich auf Igus-Universalgleitelementen der Baureihe Iglidur PRT. Sie bieten dem Anwender die Möglichkeit, die Gleitlagerung von größeren Rundtischsystemen quasi im Eigenbau zu gestalten. Denn die Elemente bilden eine Kette, die sich zu einem Kreis formen und in der Aufnahme des Rundtisches einsetzen lässt. Auf diese Weise kann der Konstrukteur schmiermittel- und wartungsfreie Gleitlagerungen mit Innendurchmessern von 50 bis 500 cm realisieren. Sie sind verschleißfrei und verfügen – wie der Werkstoff Iglidur J auch in vielen anderen Anwendungen beweist – über hervorragende Gleiteigenschaften. Und sie erreichen sehr lange Standzeiten ohne Verschleiß.

Baumann hatte im Vorfeld klare Anforderungen an die Lagerung der Drehtische definiert. Sebastian Barthels, verantwortlich für die mechanische Konstruktion der Anlage: „Es muss eine saubere Führung gewährleistet sein. Die Wartungsfreiheit ist uns ganz wichtig, und die Lager müssen ohne Schmiermittel auskommen, weil das Papier nicht mit Öl oder Fett in Berührung kommen darf.“ Zudem müssen die Lager unempfindlich gegenüber Papierstaub sein. Dieses Eigenschaftsprofil trifft auf die Iglidur-PRT-Rundtischlagerung zu. Pro Teller kommen hier 88 Gleitelemente zum Einsatz. Der Drehantrieb erfolgt über Kette und Ritzel.

Die Anlage verarbeitet das Wertpapier in Stapeln (sogenannten Nutzen) von je 500 Blatt. Die von der Querschneidemaschine kommenden Bögen sind zwischen 430 mm x 430 mm und 850 mm x 850 mm groß. Jeder Nutzen, der bis zu 50 kg wiegt, wird an einer von zwei Stationen einer Sichtprüfung unterzogen und gruppiert. Hier sind schon die ersten Drehtische installiert: Sie verteilen die Nutzen auf die Prüfstationen. Anschließend zählen die Countmaster-Anlagen das Papier an allen vier Ecken. Bei Unregelmäßigkeiten erfolgt – wiederum über einen Drehtisch – die automatisierte Ausschleusung. Die folgenden Arbeitsstationen legen u. a. Zwischenlagen aus Pappe ein, packen die Nutzen in Folie, stapeln sie, palettieren den Stapel und umwickeln schließlich die Pakete mit Folie. Dabei werden Taktzeiten von 38 s erreicht. Auch die gestapelten Nutzen werden über Drehtische mit Iglidur-PRT-Gleitelementen gefördert. Da diese Tische mit bis zu 1,2 t deutlich höhere Lasten aufnehmen müssen, haben die Entwickler hier eine andere konstruktive Lösung gesucht und gefunden. Bartels: „Die einhundert Iglidur-PRT-Gleitlagerelemente sind in einem Zwischenteller angeordnet. Das verringert den Platzbedarf.“

Die Rundtischlagerung ist bei weitem nicht die einzige Anwendung von Igus-Gleitlagern in der Anlage. An den Horizontalfördermodulen werden die Spannrollen zum Spannen des Transportbandes durch Drylin-T-Linearführungen in der gewünschten Position gehalten. Und in fast allen Baumann-Anlagen kommen Iglidur-Gleitlager in zylindrischer Form oder mit Bund aus Hochleistungspolymeren mit inkorporiertem Schmierstoff zum Einsatz. Barthels: „Diese Lager haben sich auch im Vergleich zu Alternativlösungen wie DU-Buchsen bewährt.“

Andere Linearbewegungen – z. B. an Abschiebevorrichtungen für die Papiernutzen – wurden mit sogenannten Drylin-W-Hybridlagern realisiert. Sie bieten eine Kombination von Gleit- und Rollenlagerung. Durch integrierte Rollen werden niedrige Antriebskräfte erreicht, die Gleitelemente schützen gleichzeitig gegen Querkräfte.

Warum hat sich Sebastian Barthels für diese Lager entschieden statt für die üblicherweise verwendeten Iglidur-Gleitbuchsen? „Wir haben hier eine ungünstige Hebelwirkung, die bei Buchsen hohe Kantenpressungen erzeugt. Eine Kugelumlaufführung können wir nicht einsetzen, weil nur schmierstofffreie Antriebskomponenten verwendet werden dürfen. Die Hybridlager sind deshalb die ideale Lösung. Wir haben sie im Vorfeld umfassend getestet und auch bei gezielter Überbelastung keine Probleme festgestellt.“ Die Auslegung der Hybridlagerungen, von denen jeweils acht parallel laufen, erfolgte so, dass die errechnete Lebensdauer deutlich über den Anforderungen des Anwenders liegt.

Nicht nur in den von Baumann und GTS konstruierten Anlagen sind Igus-Gleitlager (und auch Igus-Energieketten) im Einsatz, sondern auch in Zukaufkomponenten wie Antriebsketten, schwenkbaren Bedienpanels oder der Endverpackungsstation. Damit ist die Anlage auch lagertechnisch aus einem Guss. In Kürze wird sie vom Endanwender abgenommen, verschifft, vor Ort wieder aufgebaut und in Betrieb genommen. Baumann und GTS sind zuversichtlich, dass dieser Gesamtlinie für die Wertpapierverarbeitung weitere Anlagen ähnlicher Art folgen werden. Vlad Stoenescu, Vertriebsleiter bei GTS: „Wir sehen hier gute Marktchancen – der weltweite Bedarf nach vollautomatisierten Anlagen ist stetig steigend.“

Für Baumann ist diese Anlage ein weiterer Schritt zur Erschließung neuer Märkte und Anwendungsbereiche im klassischen Sondermaschinenbau. Geschäftsführer Volkmar Assmann: „Wir können umfassendes Engineering-Know-how vorweisen, eine sehr hohe Fertigungstiefe und große Flexibilität bei der Erfüllung von Kundenwünschen. Auf dieser Basis stellen wir uns seit einigen Jahren immer breiter auf und erobern neue Aufgabenfelder auch außerhalb der Druckindustrie.“ Beispielsweise hat das Unternehmen auf der Interpack 2014 die erste Schlauchbeutel-Verpackungsmaschine aus eigener Entwicklung vorgestellt, für die es schon während der Messe zahlreiche Interessenten gab. Auch in dieser Maschine kommen Igus-Gleitlager zum Einsatz. I

Igus GmbH

René Achnitz

Leiter Geschäftsbereich Iglidur-Gleitlager

Tel.: 02203 9649-529

Video: Gleitgelagerte Rundtischsysteme selbst maßschneidern