Weniger Bauteile, einfachere Prozesse

Klaus Eberlein, zuständiger Konstrukteur für den Bereich Spülsysteme in den Verarbeitungsmaschinen für Flaschen bei der Firma Groninger, stand vor der Aufgabe, eine neue Lösung für das Heben und Senken der Schutzhaube zu finden. Die Schutzhaube dient als Spritz- und als Bedienerschutz und umfasst den gesamten Bereich der Maschine, in der Flaschen bis zu einem Fassungsvermögen von einem Liter automatische gespült werden. Gerade im medizinischen Bereich steht die Hygiene an oberster Stelle. Genau dies war auch der Grund, generell eine Lösung mit Türen zu verwerfen und eine höhenverstellbare und umlaufende Haube zu entwickeln. „Bei einer Türlösung hätten wir Probleme mit abtropfendem Wasser gehabt. Außerdem sind bei Türen Scharniere notwendig, deren Reinigung aufwändig wäre“, erläutert Eberlein. Auch die notwendigen Dichtungen hätten zu einem konstruktiven Aufwand geführt. „Wir wollten eine einfache und intelligente Lösung.“

Die Lösung der Ingenieure ist einfach und clever zugleich: Um den Spülbereich der Maschine senkt sich eine Haube mit umlaufenden Plexiglasscheiben in eine Rinne ab, die wiederum mit Spülwasser gefüllt ist. Damit konnte auf Dichtungen verzichtet werden. Gleichzeitig bietet diese Lösung einen hohen Schallschutz. „Das Problem der Reinigung haben wir mit der umlaufenden Scheibe sehr bequem gelöst“, erklärt Hartmut Schwab, Teamleiter bei Groninger. Für das Heben und Senken der umlaufenden Plexiglasscheibe kommt ein elektrischer Verstellzylinder der Firma Linak zum Einsatz. In der Vergangenheit hat diese Aufgabe ein pneumatischer Zylinder erledigt. Durch die geänderte Maschinenrichtlinie waren jedoch viele Bauteile, wie beispielsweise eine pneumatische Bremse, notwendig, um die geforderten Sicherheitsvorschriften erfüllen zu können.

„Im Laufe der Zeit wurde es immer aufwändiger, die Vorschriften mit einem Pneumatikzylinder zu erfüllen und wir haben uns vorgenommen, noch einmal ganz von vorne mit unseren Überlegungen zu beginnen und alles Alte über Bord zu werfen“, berichtet Eberlein. Am Ende der Überlegung war es klar, dass ein elektrischer Verstellzylinder mit einer Spindel die perfekte Lösung ist. Im direkten Vergleich zur Pneumatik ist ein Elektrozylinder zwar teurer. Zieht man jedoch alle notwendigen Bauteile in die Berechnung mit ein, die notwendig sind, um die geforderten Sicherheitsvorschriften zu erreichen, ist der Elektrozylinder die bessere Alternative. Er bietet die notwendigen Sicherheitsmerkmale, denn durch seine selbsthemmende Spindeltechnik sorgt er dafür, dass auch bei einem Stromausfall die Haube nicht herunterfällt und jemanden verletzen könnte.

Für die Verstellung des gesamten Gestells genügt ein einziger Elektrozylinder. Der LA36 von Linak bietet die notwendigen Voraussetzungen, um diese Aufgabe zu erledigen. „Entscheidend war die Hublänge von 750 Millimeter“, erläutert Eberlein. Die notwendige Kraft von 2,2 kN stellt für den LA36 ebenfalls kein Problem dar. Der Hersteller bietet Varianten dieses Antriebs mit einer maximalen Kraft von bis zu 10 kN und einer maximalen Hublänge bis zu 999 mm. „Der Antrieb ließ sich einfach in unsere Elektronik integrieren. Auch hier gibt es natürlich gegenüber eines Pneumatik-Zylinders klare Vorteile“, sagt Eberlein. Die einfache Möglichkeit einer Lagerückmeldung und der mögliche Soft-Start und Stop seien ebenfalls wichtige Argumente gewesen. „Eine gleichmäßige Bewegung mit einer pneumatischen Lösung zu realisieren ist wesentlich aufwändiger“, meint Eberlein.

Nach ersten skeptischen Blicken der Monteure konnte der Elektrozylinder auch mit seiner Stabilität und der einfachen Integrierbarkeit überzeugen. Besonders die Elektriker schätzen die einfache Montage und die Möglichkeit, den Antrieb in das Gesamtsystem einzubinden. „Auch für anderen Applikationen könnte der Einsatz eines Elektrozylinders interessant sein“, sagt Schwab. Beispielsweise könnten elektrische Antriebe bei einem geforderten Parallellauf ihre Vorteile ausspielen. (ah) •