Standardisierte Elemente

Diese vielschichtigen Interessen seitens der Industrie haben zur Entwicklung von Grundelementen in modularer Bauweise und zu deren Kombination geführt. Das hat schließlich die Möglichkeiten eröffnet,...

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Aufgabenspezifische Kombination von Bauteilen ermöglicht Gestaltung typisierter AbfüllstationenDie Eigenschaften des abzufüllenden Produktes, die Art der Umverpackung (Dosen, Eimer, Kanister, Hobboks, Fässer, Container), der vom Betreiber geforderte Automatisierungs- und Qualitätsgrad und die damit verbundenen Investitionskosten sind beeinflussende Anlagengrößen. Darüber hinaus wird oftmals kundenspezifisch eine weit gespannte Modularität, Integrations- und Systemfähigkeit gefordert [1 und2]. Diese vielschichtigen Interessen seitens der Industrie haben zur Entwicklung von Grundelementen in modularer Bauweise und zu deren Kombination geführt. Das hat schließlich die Möglichkeiten eröffnet, aufgabenspezifische Lösungen mit qualitäts- und wirtschaftlich optimierten Aspekten zu realisieren. Beschrieben wird zunächst die geräte- und wägetechnische Entwicklung als Basis optimaler und zukunftsweisender Anlagenkonzepte für alle fließfähigen Produkte. Für fließfähige und pastöse Produkte sind Abfüllventile prädestiniert. Es sind für nicht schäumende Stoffe die Überspiegelabfüllung und die Unterspundlochabfüllung, während bei schäumenden Fördermedien die Unterspiegelabfüllung zum Einsatz kommt. Sie gewährleisten eine bis zu dreistufige beziehungsweise stufenlose Dosierung, eine Hitzebeständigkeit bis 150 °C, eine schnelle Wechselfähigkeit, sind gegen Produktdrücke bis 15 bar beständig und bei einem Ausfall des Fördermediums zwangsschließend. Weitere Leistungsmerkmale sind Beheizbarkeit, pneumatische Überfüllsicherung, füllstandskonforme Hochfahrsteuerung, induktive Stellungsmelder, Impulsdosierung, höhere Produktdrücke, Stickstoffbeaufschlagung über Ventil-Kolbenstange sowie Ventilcodierung zur erhöhten Sicherheit für Umwelt und Produktion.Jedem Material seine DosiereinrichtungAuch im Schüttgutbereich verlangen die Materialeigenschaften den Einsatz unterschiedlicher Dosiereinrichtungen. Über die diesbezügliche Standardisierung der materialausgerichteten Dosierelemente wurde in [1] berichtet.Typisierte Abfüllstationen bilden die Grundlage und das Kernstück variabler und automatisierter Abfüllstraßen und man differenziert, je nach Gestaltung und Aktionsvermögen der Abfüllsäule für flüssige bis pastöse Stoffe, zwischen - Einzelabfüllanlage mit Standsäule und starrem Ausleger zur halbautomatischen Abfüllung in Einzelgebinde mit l bis 1500 l Inhalt (Dosen, Eimer, Kanister, Hobboks, Fässer, Container); - Reihenabfüllanlage mit Abfüll- und Steuerungseinheit für die vorgeschalteten und nachfolgenden Stationen zur automatischen Abfüllung für l bis 60 l Inhalt (Dosen, Eimer, Kanister, Hobboks, Fässer);- Radialabfüllanlage mit 180° schwenkbarem Ausleger zur halbautomatischen Abfüllung in einzelne und palettierte Gebinde (Kanister, Hobboks, Fässer, Container) - das System kann für den Einsatz bei Staplerbetrieb und zur Integration in komplette Abfüllstraßen ausgelegt werden;- Koordinatenabfüllanlage mit präzisen Horizontalführungen im Ausleger zur Abfüllung in einzelne oder palettierte Gebinde - ausgelegt für Einsatz bei Staplerbetrieb und zur Integration in komplette Abfüllstraßen.Die besprochenen Abfüllsysteme können bedarfsweise für die Überspiegelabfüllung, Unterspundlochabfüllung oder Unterspiegelabfüllung ausgelegt werden.Bei der Abfüllung fließfähiger Stoffe kann das volumetrische Messverfahren, infolge nicht auszuschließender Änderungen der Viskosität und Dichte der Fördermedien, nicht garantieren, dass der garantierte Massenstrom auch tatsächlich verfügbar ist. Demgegenüber hat die gravimetrische Messmethode mit dem Einsatz von Waagen den Vorteil, dass veränderliche Stoffeigenschaften keinen Einfluss auf das Messergebnis haben. Außerdem kann nach jedem Abfüll- und Dosiervorgang die Abweichung vom Sollgewicht festgestellt werden. Das ist auch im eichpflichtigen Verkehr ein Vorteil gegenüber der Volumenmessung.Im Abfüll- und Dosierbereich sind frei stehende oder eingebaute Bodenwaagen oder Bockwaagen mit implementierten Dehnungsmessstreifen-Wägezellen als Messwertgeber und fördertechnischen Aufbauten und Behälterwaagen vorherrschend. Dazu kommen umfeld- und verfahrensangepasste Sonderkonstruktionen. Die verschiedenen und variabel anpassbaren Lastaufnahmen sind jeweils mit einem intelligenten Waagenterminal, das als Dosiercomputer arbeiten kann, kabelverbunden.Dosiercomputer wägt und rezeptiertDas Terminal hat die Schutzart IP 68, kann wägen und registrieren, dosieren und rezeptieren, die Toleranz kontrollieren, steuern und mit übergeordneten Systemen korrespondieren. Es gewährleistet den Anschluss von bis zu drei Lastaufnahmen bei wahlweiser Aufschaltung und über entsprechende Schnittstellen ist die Verbindung mit Präzisionswaagen, speicherprogrammierbaren Steuerungen, PC, Druckern und Lesegeräten möglich. Eine Ausführung in Ex-Schutzvarianten für die Zonen l und 21 beziehungsweise 2 und 22 ist realisierbar.Abfüllstraßen mit hoher Leistung für fließfähige Produkte werden zunehmend automatisiert und in Zentralstationen, beispielsweise nach Bild 1, programmkonform gesteuert und rationalisiert. Diese zentralisierten Automaten stehen für optimale Arbeitssicherheit, Flexibilität, hohes Ausbringen bei wenig Manpower und maximale Verfügbarkeit. Aber auch die Peripherie muss entsprechend ausgelegt werden, um eine optimale Nutzung der Gesamtanlage mit maximalem wirtschaftlichen Erfolg zu gewährleisten.Entsprechend Bild 2 werden 200-1-Fässer automatisch aus einem Leerfasssilo zu einem 5-Stellen-Abfüllautomat für eine Leistung von 100 Fässer/Stunde gefördert. Nach dem Eintakten läuft folgendes Verfahren ab:- Positionieren und Aufschrauben, wonach jeder Schraubstopfen durch ein Transportband zur Verschließstation bewegt wird.- Das geöffnete Fass wird mit einem definierten Überdruck beaufschlagt. Liegen Leckageöffnungen $1 mm2 vor, folgt die Ausscheidung des defekten Fasses.- Das intakte Fass wird auf der Waage 1 in der Vorfüllstation selbsttätig austariert und das Taragewicht an die Fertigfüllstation übertragen. Das eingefahrene Dosierventil übernimmt sollgewichtskonform die Grobstrombefüllung.- In der nächsten Station folgt die sollgewichtsgerechte Fertigbefüllung im Grob- und Feinstrom mit Sollwertkontrolle auf der Waage 2.- Nach erneutem Positionieren durch eine Zentriereinheit verschließt die Schraubeinheit das Fass mit dem inzwischen aufgenommenen Stopfen, entsprechend einem vorgegebenen Drehmoment. Es folgt das automatische Verclinchen mit anschließender Dichtheitsprüfung.Fässer werden automatisch etikettiertAuf dem Weg zum Palettieren werden die Fässer so selbsttätig etikettiert und positioniert, dass nach dem Palettieren die Etiketten nach außen zeigen. Der Palettierer setzt jeweils 2 3 2 Fässer auf eine Palette, die aus einem Palettenmagazin bereit gestellt wird. Ein Stretchwickler umwickelt die beladene Palette selbsttätig mit anschließender Förderung zum Dispositionsplatz. Die vielschichtigen Forderungen der Industrie haben zur Entwicklung von Basiselementen (Ventile, Schüttgutdosierer, Fördereinheiten, Palettierer, Waagen, Verschließeinrichtungen) in modularer Bauweise geführt. Sie ermöglichen in entsprechender aufgabenspezifischer Kombination die Gestaltung typisierter Abfüllstationen ebenso bis hin zu intelligenten Abfüll- und Verpackungsstraßen mit hohem Automatisierungsgrad, erforderlichenfalls auch mit Robotereinsatz. Literatur[1] Weinberg, H.: Gewicht ist eine bedeutende Größe beim Abfüllen fließfähiger Produkte. Maschinenmarkt 42/2001, S. 42-46.[2] Weinberg, H.: Abgefüllt. Gewichtsgesteuertes Dosieren, Abfüllen, Mischen. Industriebedarf 11-12/2001, S. 24-27.