Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Ausgabe 08/2017, 17.08.2017

Schliesskraft überwachen

Der Maschinenbauer und Systemanbieter Illig ist eines der führenden Unternehmen im Bereich Hochleistungsanlagen für Thermoformung und Verpackungsindustrie. In seinen Thermoformmaschinen der Baureihen «RDM-K» und «RDK» sorgen Dehnungssensoren von Baumer für gleichbleibend hohe Qualität der hergestellten Produkte und für hohe Standzeiten der Form- und Stanzwerkzeuge.

Seit 70 Jahren entwickelt, fertigt und verkauft das deutsche Familienunternehmen Illig Werkzeuge und Hochleistungsanlagen für die Thermoformung und die Verpackungsindustrie. Die Maschinen kommen in unterschiedlichsten Branchen für eine Vielzahl von Anwendungen zum Einsatz; die Rollenautomaten RDM-K und RDK beispielsweise in der Produktion von Joghurtbechern, Kaffeekapseln, Pflanztöpfen, Pralineneinlagen, Klarsichtboxen und Fussbodenheizungen. Weltweit werden heute über 95 Prozent der thermogeformten Kaffeekapseln auf den Maschinen von Illig hergestellt. Der hohe Eigenfertigungsanteil des Systemanbieters bei allen wesentlichen Teilen der Maschinen trägt zur Sicherstellung von Fertigungs- und Produktqualität bei.

Die Qualitätssicherung beginnt bei Illig mit der kritischen Auswahl der eingesetzten Werkstoffe. Sie erstreckt sich über die Kontrolle aller Einzelteile bis hin zur Endabnahme der Maschinen. Die Dehnungssensoren von Baumer durchliefen vor rund zehn Jahren ebenfalls diese anspruchsvollen Qualifikationsprüfungen. Sie überzeugten durch ihre hohe Genauigkeit auch in rauen Umgebungen und ihre universelle Einsetzbarkeit.

Dehnungssensoren messen Kraft indirekt. Eine Krafteinwirkung erzeugt in einer mechanischen Struktur immer Dehnungen. Diese Dehnungen sind von der Geometrie der zu messenden Struktur und vom E-Modul des Materials abhängig. Während der Inbetriebnahme jeder Maschine werden die erfassten Dehnungswerte auf Kraft kalibriert. Das garantiert das optimale Zusammenspiel aller Komponenten und damit die Prozesssicherheit. Auf Basis statistischer Daten, die Dehnungssensoren während Qualifikation und Inbetriebnahme der Thermoformmaschinen ermitteln, erstellt Illig Konstruktionsrichtlinien für Maschinenanpassungen und Neuentwicklungen.

Die Formaggregate der RDM-K Maschinen werden mit einem kurvengesteuerten Kniehebelsystem bewegt. Die auf den beiden Kniehebeln am Untertisch angebrachten Dehnungssensoren vom Typ «DSRT» von Baumer überwachen dabei die hohen Form- und Stanzkräfte. Je nach Foliendicke wenden die beiden Formtische mehr oder weniger Kraft für die Formung des Halbfabrikats auf. Eine vordefinierte Kraft darf sich über den ganzen Zyklus hinweg nicht über die Toleranzgrenzen hinaus verändern. Bei Abweichungen kann sie vom Maschinenführer direkt korrigiert werden. Das verhindert die vorzeitige Abnutzung der Form- und Stanzwerkzeuge und stellt gleichbleibende Produktqualität sicher. Der eingesetzte Sensor ist langzeitstabil: Einmal eingestellt, garantiert er dauerhaft präzise Messungen.

Aktuelle Werkzeuge erlauben Taktzahlsteigerungen bis zu 60 Prozent. Auf den RDK-Maschinen können zum Beispiel Rechteckschalen mit Produktionstaktzahlen von 55 Takten/min hergestellt werden. Die Schliesskraft der Formaggregate kontrolliert ein Dehnungssensor auf der Oberbrücke. Rasch aufeinanderfolgende, harte Schläge und Vibrationen können ihm nichts anhaben, da die an die Steuerung gesandten Signale durch die integrierte Verstärkerelektronik weniger störanfällig sind. Fehlschaltungen werden so reduziert, und die Prozesssicherheit wird erhöht.

Im Gegensatz zu Kraftsensoren, die individuell an die Maschinengeometrie angepasst werden müssen, kann der DSRT auch an schwer zugänglichen Stellen einfach auf die zu messende Maschinenstruktur aufgeschraubt werden. Überdies ist der Sensor steckbar; im Servicefall entfällt eine aufwendige Neuverkabelung. Dank seiner Einheitsempfindlichkeit ist er ohne neuerliche Kalibration austauschbar. Sein mechanischer Aufbau ist auf eine möglichst geringe Beeinflussung der Maschinenstruktur ausgelegt. Das ermöglicht sehr gute Messergebnisse und eine reproduzierbare Prozessteuerung. Die Sensoren gibt es mit verschiedenen Messbereichen von 100 με bis 750 με und den Ausgangssignalen Spannungsausgang ± 10 DVC, passiv sowie mit CANopen-Schnittstelle.

«Mit den universell einsetzbaren Dehnungssensoren DSRT von Baumer haben wir ideale Komponenten für unsere innovativen Druckluftformautomaten gefunden», bestätigt Andreas Raisch, Entwicklungsingenieur für Messtechnik bei Illig. «Wir sind sehr zufrieden. Mit nur einem Sensor decken wir mehrere Applikationen ab. Das hält unsere Kosten für Beschaffung und Logistik niedrig. Die Dehnungssensoren sind zuverlässig und fallen kaum aus. Darauf legen wir im Zusammenhang mit der weltweiten Auslieferung unserer Maschinen grossen Wert. Auch eine Produktverfügbarkeit über den ganzen Maschinenlebenszyklus hinweg ist uns wichtig». (msc)

Baumer Electric AG
8500 Frauenfeld, Tel. 052 728 11 22
sales.ch@baumer.com

Illig Maschinenbau GmbH & Co. KG
DE-74081 Heilbronn, Tel. +49 7131/ 505-0
info@illig.de

 



Auf dem Kniehebel überwacht der Dehnungssensor DSRT von Baumer die Schliesskraft der RDM-K Maschinen zuverlässig und sicher. (Bilder: Baumer)