packaging journal 8_2021

AUTOMATISIEREN , ROBOTIK
Vakuumpumpen, Greifer oder andere
Aktorik auf den mobilen Carriern sorgen für
sichere und einfache Greifprozesse,
wodurch die Durchsatzrate der Maschinen
steigt. (Bilder: Vahle)
Flexible Produktion auf dem Vormarsch
Kontaktlose Energiezuführung
für Verpackungsmaschinen
Moderne Produktions- und Verpackungsprozesse werden immer komplexer und erfordern flexible und wartungsarme
Systeme. Um dieses Problem zu lösen, setzt Systemanbieter Vahle in Kooperation mit verschiedenen Herstellern
von Linearmotoren und Systemintegratoren auf verschleißfreie Induktivtechnik.
Seit Jahren gibt es in der Verpackungsindustrie einen Trend zu
immer individuelleren Lösungen und Sonderformaten. Bei nahezu
jedem Unternehmen steigt die Variantenvielfalt, gleichzeitig
sinkt die Chargengröße pro einzelner Verpackungseinheit. Moderne
Maschinen müssen deshalb ein hohes Maß an Flexibilität aufweisen
und schnelle sowie einfache, bestenfalls On-the-fly-Format- oder
Werkzeugwechsel ermöglichen. Und das muss möglichst reibungslos
erfolgen, wofür eine sichere Energiezuführung unabdingbar ist.
Die Paul Vahle GmbH & Co. KG ist auf Energie- und Datenübertragung
für mobile Industrieanwendungen spezialisiert. Mittlerweile setzt das
Kamener Unternehmen vermehrt auf kontaktlose Systeme. „Unsere
induktiven Lösungen sind für Hochgeschwindigkeitssysteme ausgelegt
und vermeiden die Entstehung von Kohlestaub, der in der Lebensmittelindustrie
nicht erlaubt ist. Konventionelle Stromschienen- und
Schleifringtechnologie ist diesen Anforderungen nicht gewachsen“,
weiß Marc Detweiler, Leiter des Produktmanagements bei Vahle.
Weniger ist mehr
Der entscheidende Vorteil der Contactless-Power-Supply (CPS)-Technik
ist, dass sie eine kontinuierliche Energiezuführung auf mobiler
Seite gewährleistet. „Dadurch können die einzelnen Trägerfahrzeuge
mit Greifern, Vakuumpumpen oder Steuerungselementen ausgerüstet
werden“, erklärt Detweiler. Denn mithilfe der Aktoren und Sensoren
können die mobilen Teilnehmer unterschiedliche Produkte,
Materialien, Formen und Größen sicher fixieren, was formschlüssige
Halterungen und häufige Werkzeugänderungen für Formatwechsel
gänzlich überflüssig macht. „Mit dem deutlich vereinfachten Design
der mobilen Seite reduzieren wir den Engineering-Aufwand und realisieren
wesentlich flexiblere Anforderungen mit unseren Kunden,
wodurch die Maschinen unabhängiger und letztlich kostengünstiger
werden“, sagt der Experte.
Auch die Anzahl der Carrier lässt sich beispielsweise bei gleichem
Durchsatz reduzieren, denn für den Greifprozess, bei dem bislang
teilweise zwei Mover benötigt werden, ist nur noch ein einzelnes
Fahrzeug mit Aktorik notwendig. Dabei können die von Linearmotoren
angetriebenen Schlitten komplett unabhängig voneinander bewegt
werden. „Die Fixierung mit Greifern oder der Sog der Vakuumpumpen
sorgen für festen Halt und wirken in Kurven der Zentrifugalkraft
entgegen, damit die Elemente genau dort bleiben, wo sie hingehören.
Dadurch sind schnellere Geschwindigkeiten und eine höhere Durchsatzrate
möglich“, sagt Detweiler.
Leichtgewichte für maximale Leistung
Bei den leistungsstarken Pick-up-Lösungen setzt Vahle auf eine kompakte
Leichtbauweise, um Gewicht zu sparen. „Gängige Carrier können
beispielsweise wenige Kilogramm zusätzlich Nutzlast tragen. Belegen
wir davon einen Großteil mit Elektronikkomponenten, schränkt das
die Effektivität der Maschine massiv ein, was dem Endkunden schlussendlich
keinen Mehrwert bietet“, erklärt der Experte.
Trotz geringer Abmessungen von nur 40 Millimeter Länge, 48 Millimeter
Höhe und 60 Millimeter Breite liefert beispielsweise der vPOWER
U007-Pick-up eine Spitzenleistung von 70 Watt bei einer ausgehenden
Gleichspannung von 24 Volt. „Der U007-Stromabnehmer wiegt
gerade einmal 175 Gramm und ist damit die kompakteste bisher am
Markt verfügbare Lösung. Gerade die geringe Länge ist für das sogenannte
Pitchmaß der mobilen Teilnehmer essenziell“, weiß Detweiler.
Für Systeme mit höherem Energiebedarf hat Vahle den etwas größeren
U015-Pick-up mit einem Gewicht von 650 Gramm im Sortiment,
dessen maximale Leistung bei bis zu 150 Watt liegt. Dank eines frei
konfigurierbaren Kabelabgangs lassen sich beide Stromabnehmer in
nahezu jede Anlage integrieren, in der die nötige präzise mechanische
Führung vorhanden ist. „Dadurch erhöhen wir die Wirksamkeit und
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08 | 2021