Schraubkappen, Pumpspender, Push-pull-Verschlüsse: 1,4 Millionen Flaschen mit den unterschiedlichsten Aufsätzen verschraubt die Firma SONETT im Jahr - und das mit nur einer Maschine. Mussten früher auf Kosten der Sehnenscheiden der Bediener häufig die Schließvorrichtungen nachgezogen werden, hat der Erfinder und Konstrukteur David Fuchs dafür gesorgt, dass diese Zeiten der Vergangenheit angehören. Um die Maschine selbst zu schonen, kommen wiederum Kleinstoßdämpfer der ACE Stoßdämpfer GmbH ins Spiel.
Seit 2006 ist das Triumvirat der drei Hersteller, das Metallatelier (www.metallatelier.de) von David Fuchs, sein Kunde, die verschiedenste Hygieneprodukte herstellende SONETT OHG, und ACE ein erfolgreiches Team. Gemeinsam gelang es, Zeit und Geld bei einem Projekt einzusparen, aus dem der sogenannte Universalverschrauber hervorgegangen ist. Seitdem diese Sondermaschine in Deggenhausen, nur 15 km nördlich von Überlingen am Bodensee gelegen, im Einsatz ist, fällt zum einen das lästige Nachziehen der Verschlüsse von Hand weg. Zum anderen sind auch größere Wartungsarbeiten an und lange Stillstandzeiten der Gesamtkonstruktion passé. Der Wechsel der Verschleißteile, wie zum Beispiel der Kleinstoßdämpfer, vollzieht sich hingegen so preiswert wie problemlos. Während es vor sieben Jahren beim Einbau der hydraulischen Dämpfungselemente darum ging, schnell eine zuverlässige wie zufriedenstellende Lösung zu finden, ist es nun aufgrund eines gesteigerten Bedarfs an der Zeit, verschiedene Optimierungen vorzunehmen. Dafür sind in den vergangenen Monaten erstmals akribisch alle relevanten Daten erhoben und ausgewertet worden und anschließend in zwei neue Auslegungen geflossen.
Patentierter Erfolg: Mit Maschinentuning durch Verzögerung
Um zu verstehen, wo die Optimierungspotenziale liegen, um die Produktion bei der SONETT OHG zu erhöhen, lohnt es sich, die Uhr sieben Jahre zurückzudrehen. Anno 2006 begann die Arbeit an der später als Schraubkappenmontagevorrichtung patentierten Anlage. Ihr Prinzip: Auf einem Förderband werden Flaschen mit Verschlüssen entlang von Stangen zum Verschraubungsmechanismus geführt. Die als Führung dienenden Stangen sind je nach Größe der Flasche einstellbar. Vier sich asymmetrisch bewegende Gummirollen fixieren die Flaschen und verschrauben anschließend deren Köpfe mit einem Verschluss. Ein weiterer Verwendungszweck der Anlage: Flaschen mit Griff können zum besseren Weitertransport bzw. zur Verladung im bereits verschlossenen Zustand auch gedreht und so in einheitliche Positionen gebracht werden. In allen Funktionen kommt sowohl in der oberen als auch der unteren Endlage ein Kleinstoßdämpfer des Typs MC25-EUMH von ACE zum Einsatz. "Wie wir das nun damals genau ausgelegt hatten, ist mir heute nicht mehr so ganz gegenwärtig", sagt David Fuchs, der Chefkonstrukteur des Verschraubers und Inhaber des Metallateliers. Seine Aussage ist Indiz dafür, dass es seinerzeit darum ging, schnellstmöglich eine Problemlösung zu finden. Trotz der
damaligen Eile funktionierte die Dämpfung problemlos, versichern alle Beteiligten. Und was die obere Endlage betrifft, so arbeite diese auch hinsichtlich ihrer Effizienz nahezu optimal, erläutert David Fuchs. Die im Führungsschlitten integrierte Dämpfung in Form des ACE Maschinenelements reduziert die Aufprallgeschwindigkeit bei jedem Takt sicher, und der Dämpfer kommt in die Nähe seiner maximalen Lebensdauer von 25 Millionen Lastwechseln. Der untere Dämpfer hingegen erreicht etwas mehr als 1,4 Millionen Hübe, bis sein Austausch notwendig wird. Dies liegt aber weder daran, dass er sich an einem Ausleger befindet und höhenverstellbar ist, noch an der Tatsache, dass ihn der Schlittenhub, den der Dämpfer nach unten hin begrenzt, möglicherweise an seine Belastungsgrenzen bringt. Einzig und allein verantwortlich für die im Vergleich zum oben montierten Dämpfer kürzeren Austauschintervalle ist der nicht ganz biegefreie Arm, der Querkräfte auf den Dämpfer bringt. Wenn nun demnächst im Zuge weiterer Optimierungen steigende Taktzahlen zustande kommen, muss der Dämpfer demzufolge häufiger ausgetauscht werden, zumal die mit den Taktzahlen einhergehenden Geschwindigkeiten größere Kräfte mit sich bringen. Dies galt es im Zuge der Evaluierung und Weiterentwicklung der Anlage zu berücksichtigen.
Neue Stoßdämpfer für neue Anforderungen
Aufgrund der unterschiedlichen Beanspruchungen wurden für obere und untere Endlage verschiedene Auslegungen vorgenommen. Sind die bewegte Masse (1,8 kg), die Geschwindigkeit beim Aufprall (1 m/s) und die neuen anzunehmenden Takte pro Stunde (3.600) noch gleich, müssen in der unteren Endlage eine höhere effektive Masse (13,8 kg gegenüber 11,3 kg), eine gesteigerte Gesamtenergie pro Hub (6,9 Nm gegenüber 5,7 Nm) und damit verbunden eine höhere Gesamtenergie pro Stunde (24.825,2 Nm zu 20.405,2 Nm) vorausgesetzt werden. Aus diesen Kenndaten ergab sich, dass nun größere, anders funktionierende und langlebigere Stoßdämpfer zu verbauen sind. Denn die Berechnungen prognostizierten eine Auslastung des Dämpfers vom Typ MC150-EUMH von 73,0 bzw. 60,0 Prozent. Damit hat die Anlage auch noch genug Luft für weitere Erhöhungen der Taktzahlen in Zukunft. Im Gegensatz zu seinem Vorgänger MC25-EUMH, der mit einer klassischen Nutring/Abstreifer Dichtung arbeitet, erfolgt beim Dämpfertyp MC150-EUMH die Rückstellung bei sehr geringen Rückstellkräften über die Rollmembrane. Zudem ist - wie in diesem Fall nicht nötig - der direkte Einbau als Endlagendämpfung in einen Pneumatikzylinder möglich. Das Problem der auftretenden Querkräfte spielt bei Dämpfern mit Rollmembrane eine deutlich reduzierte Rolle im Vergleich zum Vorgänger oder gar zu Stoßdämpferlösungen von Wettbewerbern. Denn anders als bei Nutring-Dämpfern wird hier die Kolbenstange nicht von der Dichtung weggedrückt, Ölverluste treten deshalb auch nicht so schnell auf. Um die Folgen der Querkräfte weiter zu minimieren, schlug ACE die Verwendung einer Bolzenvorlagerung vor. Dadurch sind in beliebiger Einbaulage Aufprallwinkel von bis zu 25 Grad erlaubt. Kombiniert mit der Lebensdauer der neuen Verzögerer von bis zu 25 Millionen Lastwechseln ist damit zu rechnen, dass es in Zukunft beim unteren Dämpfer trotz höherer Taktzahlen des Verschraubers seltener zum Austausch kommen wird. Die Bolzenvorlagerung ist ein Bestandteil des vielfältigen Zubehörs und der breitgefächerten Anschlussteile, die ACE als Spezialist für Dämpfungslösungen aller Art vorhält.
Wie von David Fuchs gewünscht, achtet ACE darauf, dass seine Produkte stets leicht in bestehende Konstruktionen zu integrieren sind. So ist gleichzeitig gewährleistet, dass diese unter Dauerbelastung stehenden Dämpfer am Ende ihrer Laufzeit auch schnell austauschbar sind. Die aus gehärtetem Stahl gefertigten Körper und mit einer Kolbenstange aus rostfreiem Stahl versehenen Maschinenelemente können auf Anfrage auch als vernickelte oder seewasserbeständige Varianten geliefert werden. Darüber hinaus sind zahlreiche Sonderausführungen lieferbar, sollten zum Beispiel besonders aggressive Fremdmittel in der Umgebung auf die Rollmembrane einwirken oder die Umgebungstemperatur deutlich von üblichen Raumtemperaturen abweichen. Die Betonung liegt dabei auf deutlich. Denn selbst bei den Standardversionen der Kleinstoßdämpfer umfasst der zulässige Temperaturbereich 0° bis 66° C. Die bei dem hier beschriebenen Fall zusammenarbeitenden Unternehmen fühlen sich dank der neuen Auslegungen, der gesteigerten Taktzahlen und der absehbaren Standzeiterhöhung jedenfalls für die nächsten Jahre gerüstet.
Seit 2006 ist das Triumvirat der drei Hersteller, das Metallatelier (www.metallatelier.de) von David Fuchs, sein Kunde, die verschiedenste Hygieneprodukte herstellende SONETT OHG, und ACE ein erfolgreiches Team. Gemeinsam gelang es, Zeit und Geld bei einem Projekt einzusparen, aus dem der sogenannte Universalverschrauber hervorgegangen ist. Seitdem diese Sondermaschine in Deggenhausen, nur 15 km nördlich von Überlingen am Bodensee gelegen, im Einsatz ist, fällt zum einen das lästige Nachziehen der Verschlüsse von Hand weg. Zum anderen sind auch größere Wartungsarbeiten an und lange Stillstandzeiten der Gesamtkonstruktion passé. Der Wechsel der Verschleißteile, wie zum Beispiel der Kleinstoßdämpfer, vollzieht sich hingegen so preiswert wie problemlos. Während es vor sieben Jahren beim Einbau der hydraulischen Dämpfungselemente darum ging, schnell eine zuverlässige wie zufriedenstellende Lösung zu finden, ist es nun aufgrund eines gesteigerten Bedarfs an der Zeit, verschiedene Optimierungen vorzunehmen. Dafür sind in den vergangenen Monaten erstmals akribisch alle relevanten Daten erhoben und ausgewertet worden und anschließend in zwei neue Auslegungen geflossen.
Patentierter Erfolg: Mit Maschinentuning durch Verzögerung
Um zu verstehen, wo die Optimierungspotenziale liegen, um die Produktion bei der SONETT OHG zu erhöhen, lohnt es sich, die Uhr sieben Jahre zurückzudrehen. Anno 2006 begann die Arbeit an der später als Schraubkappenmontagevorrichtung patentierten Anlage. Ihr Prinzip: Auf einem Förderband werden Flaschen mit Verschlüssen entlang von Stangen zum Verschraubungsmechanismus geführt. Die als Führung dienenden Stangen sind je nach Größe der Flasche einstellbar. Vier sich asymmetrisch bewegende Gummirollen fixieren die Flaschen und verschrauben anschließend deren Köpfe mit einem Verschluss. Ein weiterer Verwendungszweck der Anlage: Flaschen mit Griff können zum besseren Weitertransport bzw. zur Verladung im bereits verschlossenen Zustand auch gedreht und so in einheitliche Positionen gebracht werden. In allen Funktionen kommt sowohl in der oberen als auch der unteren Endlage ein Kleinstoßdämpfer des Typs MC25-EUMH von ACE zum Einsatz. "Wie wir das nun damals genau ausgelegt hatten, ist mir heute nicht mehr so ganz gegenwärtig", sagt David Fuchs, der Chefkonstrukteur des Verschraubers und Inhaber des Metallateliers. Seine Aussage ist Indiz dafür, dass es seinerzeit darum ging, schnellstmöglich eine Problemlösung zu finden. Trotz der
damaligen Eile funktionierte die Dämpfung problemlos, versichern alle Beteiligten. Und was die obere Endlage betrifft, so arbeite diese auch hinsichtlich ihrer Effizienz nahezu optimal, erläutert David Fuchs. Die im Führungsschlitten integrierte Dämpfung in Form des ACE Maschinenelements reduziert die Aufprallgeschwindigkeit bei jedem Takt sicher, und der Dämpfer kommt in die Nähe seiner maximalen Lebensdauer von 25 Millionen Lastwechseln. Der untere Dämpfer hingegen erreicht etwas mehr als 1,4 Millionen Hübe, bis sein Austausch notwendig wird. Dies liegt aber weder daran, dass er sich an einem Ausleger befindet und höhenverstellbar ist, noch an der Tatsache, dass ihn der Schlittenhub, den der Dämpfer nach unten hin begrenzt, möglicherweise an seine Belastungsgrenzen bringt. Einzig und allein verantwortlich für die im Vergleich zum oben montierten Dämpfer kürzeren Austauschintervalle ist der nicht ganz biegefreie Arm, der Querkräfte auf den Dämpfer bringt. Wenn nun demnächst im Zuge weiterer Optimierungen steigende Taktzahlen zustande kommen, muss der Dämpfer demzufolge häufiger ausgetauscht werden, zumal die mit den Taktzahlen einhergehenden Geschwindigkeiten größere Kräfte mit sich bringen. Dies galt es im Zuge der Evaluierung und Weiterentwicklung der Anlage zu berücksichtigen.
Neue Stoßdämpfer für neue Anforderungen
Aufgrund der unterschiedlichen Beanspruchungen wurden für obere und untere Endlage verschiedene Auslegungen vorgenommen. Sind die bewegte Masse (1,8 kg), die Geschwindigkeit beim Aufprall (1 m/s) und die neuen anzunehmenden Takte pro Stunde (3.600) noch gleich, müssen in der unteren Endlage eine höhere effektive Masse (13,8 kg gegenüber 11,3 kg), eine gesteigerte Gesamtenergie pro Hub (6,9 Nm gegenüber 5,7 Nm) und damit verbunden eine höhere Gesamtenergie pro Stunde (24.825,2 Nm zu 20.405,2 Nm) vorausgesetzt werden. Aus diesen Kenndaten ergab sich, dass nun größere, anders funktionierende und langlebigere Stoßdämpfer zu verbauen sind. Denn die Berechnungen prognostizierten eine Auslastung des Dämpfers vom Typ MC150-EUMH von 73,0 bzw. 60,0 Prozent. Damit hat die Anlage auch noch genug Luft für weitere Erhöhungen der Taktzahlen in Zukunft. Im Gegensatz zu seinem Vorgänger MC25-EUMH, der mit einer klassischen Nutring/Abstreifer Dichtung arbeitet, erfolgt beim Dämpfertyp MC150-EUMH die Rückstellung bei sehr geringen Rückstellkräften über die Rollmembrane. Zudem ist - wie in diesem Fall nicht nötig - der direkte Einbau als Endlagendämpfung in einen Pneumatikzylinder möglich. Das Problem der auftretenden Querkräfte spielt bei Dämpfern mit Rollmembrane eine deutlich reduzierte Rolle im Vergleich zum Vorgänger oder gar zu Stoßdämpferlösungen von Wettbewerbern. Denn anders als bei Nutring-Dämpfern wird hier die Kolbenstange nicht von der Dichtung weggedrückt, Ölverluste treten deshalb auch nicht so schnell auf. Um die Folgen der Querkräfte weiter zu minimieren, schlug ACE die Verwendung einer Bolzenvorlagerung vor. Dadurch sind in beliebiger Einbaulage Aufprallwinkel von bis zu 25 Grad erlaubt. Kombiniert mit der Lebensdauer der neuen Verzögerer von bis zu 25 Millionen Lastwechseln ist damit zu rechnen, dass es in Zukunft beim unteren Dämpfer trotz höherer Taktzahlen des Verschraubers seltener zum Austausch kommen wird. Die Bolzenvorlagerung ist ein Bestandteil des vielfältigen Zubehörs und der breitgefächerten Anschlussteile, die ACE als Spezialist für Dämpfungslösungen aller Art vorhält.
Wie von David Fuchs gewünscht, achtet ACE darauf, dass seine Produkte stets leicht in bestehende Konstruktionen zu integrieren sind. So ist gleichzeitig gewährleistet, dass diese unter Dauerbelastung stehenden Dämpfer am Ende ihrer Laufzeit auch schnell austauschbar sind. Die aus gehärtetem Stahl gefertigten Körper und mit einer Kolbenstange aus rostfreiem Stahl versehenen Maschinenelemente können auf Anfrage auch als vernickelte oder seewasserbeständige Varianten geliefert werden. Darüber hinaus sind zahlreiche Sonderausführungen lieferbar, sollten zum Beispiel besonders aggressive Fremdmittel in der Umgebung auf die Rollmembrane einwirken oder die Umgebungstemperatur deutlich von üblichen Raumtemperaturen abweichen. Die Betonung liegt dabei auf deutlich. Denn selbst bei den Standardversionen der Kleinstoßdämpfer umfasst der zulässige Temperaturbereich 0° bis 66° C. Die bei dem hier beschriebenen Fall zusammenarbeitenden Unternehmen fühlen sich dank der neuen Auslegungen, der gesteigerten Taktzahlen und der absehbaren Standzeiterhöhung jedenfalls für die nächsten Jahre gerüstet.
