Verpackungstechnik optimieren: Neue elektrische Antriebe machen es möglich

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Schnelligkeit, Flexibilität und hohe Qualitätsanforderungen sind Eigenschaften moderner Logistikprozesse. Dabei ist auch die Verpackung wichtig, denn nur geschützt können hochwertige Produkte sicher ihren Bestimmungsort erreichen. Elektrische Antriebe befördern Verpackungsmaterialien oder treiben die Werkzeuge beim Formen und Schließen der Verpackungen an.

Gefragt sind kosteneffiziente, präzise und zuverlässige Antriebssysteme, die im gesamten Verpackungsprozess für eine zuverlässige Automatisierung sorgen. Gleichzeitig müssen diese oft unter sehr beengten Verhältnissen beträchtliche Kräfte freisetzen, auch im Dauer- oder Start-Stopp-Betrieb zuverlässig arbeiten und dabei in manchen Fällen auch noch hochpräzise positionieren. Antriebssysteme von Faulhaber haben hier ihre Leistungsfähigkeit in vielen Anwendungen bewiesen. Egal ob hohe Dynamik, präzise Positionierung oder besonders kompakte Abmessungen gefordert sind, im Produktportfolio mit mehr als 25 Millionen Kombinationsmöglichkeiten aus Kleinstantrieben, optischen, magnetischen oder absoluten Encodern sowie Speed- und Motion-Controllern mit unterschiedlichsten Schnittstellen findet sich immer eine passende Lösung für eine effiziente Verpackungstechnik.

Individuell und sicher Verpacken

Ein typischer Einsatzbereich für die vielseitigen Antriebssysteme sind Packstationen, wo die Produkte in passende Versandkartons gepackt werden. Sensoren erfassen dazu ihre Dimension. Automatische Packstationen falten dann aus einer Kartonbahn individuell die passende Hülle. Das spart nicht nur Material, sondern auch Versandkosten, da die Logistik-Dienstleister ihre Preise neben dem Gewicht auch am Volumen ausrichten. Die eigentliche Arbeit des Faltens erledigen kleine Hebel und Klappen in der Verpackungsmaschine. Um sie zu bewegen, sind bürstenlose DC-Servoantriebe mit integriertem Motion Controller gut geeignet. Sie sind kompakt und lassen sich dadurch auch bei beengten Einbauverhältnissen gut integrieren.

Bei manchen Handlingaufgaben wie Weichen, Klappen oder Schiebern auf Förderbändern oder Rollenbahnen haben sich graphitkommutierte DC-Kleinstmotoren der CXR-Serie in Verbindung mit darauf abgestimmten Getrieben bewährt. Ihr Kommutierungssystem ist sehr robust und eignet sich besonders für dynamische Hochleistungsapplikationen mit schnellem Start-Stopp-Betrieb, wie es bei vielen Packstationen gefordert ist. Die Gleichstrommotoren lassen sich durch ihre lineare Charakteristik zudem einfach regeln. Kombiniert mit hochauflösenden Encodern sind sie damit für präzise Positionieraufgaben gut geeignet. Hochwertige Neodymmag­nete und die Wicklung des Herstellers sorgen
zudem für eine hohe Leistungsdichte bei kompakter Bauform. Sie lassen sich dadurch direkt in die Falt­mechanismen der Packstationen einbauen. Dort können sie trotz ihrer geringen Baugröße beträchtliche Kräfte liefern.

Verpackungstechnik: Palettieren und Umreifen

Werden die Pakete dann zum Transport auf Paletten gestapelt, benötigen sie eine Fixierung. Meist benutzt man dafür Bänder aus faserverstärktem Kunststoff. Umreifungsgeräte spannen und verschweißen das Band, sodass es eng am Stapel anliegt und diesen sichert. Auch einzelne Pakete können so zusätzlich stabilisiert werden. Wenn diese Geräte in der Hand gehalten werden, kommt es hier besonders auf das Gewicht an, jedes Gramm weniger schont die Gesundheit der Mitarbeiter. Kleine, leichte Antriebe sind deshalb gefragt, zum Beispiel der bürstenlose DC-Servomotor 3274…BP4. Mit einem Durchmesser von nur 32 Millimetern und 74 Millimetern Länge erreicht er ein Spitzendrehmoment von mehr als einem Newtonmeter. Mit dieser Kraft lassen sich auch Bänder für schwere Lasten sicher spannen. Mit knapp 320 Gramm bringt der Motor dabei weniger als die Hälfte an Gewicht auf die Waage wie vergleichbare Motoren und eignet sich für Anwendungen der Verpackungstechnik, in denen es auf hohe Leistung und dynamischen Start-Stopp-Betrieb bei möglichst geringem Gesamtgewicht ankommt.

Viel Leistung auf kleinstem Raum

Ist bei Verpackungsmaschinen der Einbauplatz in axialer Richtung knapp bemessen, bieten sich oft die drehmomentstarken Flachmotoren der BXT-Serie an. Dank innovativer Wickeltechnik und optimierter Auslegung sind die Motoren selbst nur 14, 16 und 21 Millimeter lang, liefern aber Drehmomente bis 134 Millinewtonmeter bei einem Durchmesser von 22, 32 beziehungsweise 42 Millimetern. Zur exakten Drehzahlregelung oder bei hohen Anforderungen an die Positioniergenauigkeit werden jetzt durchmesserkonforme magnetische Encoder oder Speed Controller vollständig in die gehäusten Motorvarianten integriert, wodurch sich der Antrieb lediglich um 6,2 Millimeter verlängert. Für die Drehzahlregelung werden in den Motoren integrierte, digitale Hallsensoren genutzt. Damit steht ein breiter Drehzahlbereich von 200 bis 10.000 Umdrehungen pro Minute zur Verfügung. Die kompakte Antriebskombination ist ideal für platzkritische Anwendungen in der Verpackungstechnik und bietet eine einfache Installation und Inbetriebnahme. Die passenden Metall-Planetengetriebe der Baureihe GPT zeichnen sich ebenfalls durch kurze Bauweise, hohes Drehmoment und feine Abstufungen der zahlreichen Untersetzungsverhältnisse aus.

Die Autorin Ellen-Christine Reiff arbeitet im Redaktionsbüro Stutensee.

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