Die Lösung für verschüttete Milch: LinMot Hubdreh-Motoren und Wing-Cap-Verschlüsse
11. November 2021
200 Millionen Liter Milch und 60 Millionen Liter Rahm. Diese beeindruckenden Mengen an Flüssigkeiten werden jährlich in der Mittelland Molkerei AG von Emmi in Suhr verarbeitet. Mittendrin: die Hubdreh-Motoren von LinMot und Wing-Cap Verschlüsse.
In der Mittelland Molkerei AG werden an die 2000 Milchproduzenten von Bern bis Glarus betreut.
„Kunden Convenience“ lautetet die prägnante Antwort, die Hans-Peter Steuri auf die Frage gibt, was Emmi zum Einsatz vom Wing-Cap Verschluss bewog. Anschliessend nimmt uns der Projektleiter am Standort Suhr mit auf eine kleine Zeitreise durch die Schweizer Verpackungshistorie.
„Am Anfang war das Design der Verpackung von Tetra Pak rechteckig, wie bei einem Ziegelstein. In den 90er wurde diese Verpackung dann vom Schlauchbeutel abgelöst.“ Die äusserst ökonomische und ökologische Verpackung hatte aber auch Nachteile: der Beutel war zu anfällig auf ungewollte Risse und zudem nicht wiederverschliessbar. Es folgte der Wechsel zurück zur herkömmlichen Verpackung, jedoch dieses Mal mit einem aufgeklebten Drehverschluss. Bei diesem musste nach der erstmaligen Öffnung eine Aluminiumschicht mittels Plastikring aus dem Inneren des Verschlusses weggerissen werden.
Diese Lösung benötigte einen Kraftakt, an dessen Ende durch das ruckartige Entfernen der Aluminiumabdeckung oftmals ein wenig der Flüssigkeit verschüttet wurde. Um ihren Kunden die bestmögliche Verpackung bieten zu können, brauchte Emmi eine Lösung, die wiederverschliessbar ist und sich einfach sowie ohne Krafteinsatz öffnen lässt. Auch wichtig: das Getränk muss einschenkbar sein, ohne das etwas verschüttet wird. Die Antwort auf diese Anforderungen: ein Wing-Cap Verschluss
Die bereits abgefüllten Kartonverpackungen werden mittels Förderband zum Tetra Pak Verschliesser transportiert. Dort wird zuerst ein Wing-Cap Verschluss auf die Verpackung gelegt. Das exakte Verschliessen der Deckel übernimmt im Anschluss ein LinMot Hubdreh-Motor der Serie PR01. Dieser beinhaltet in nur einem Gehäuse zwei elektromagnetische Servomotoren – ein Linearmotor und ein Drehmotor.
Die PR01-Produktfamilie vereint einen linearen und einen rotativen Motor in nur einem Gehäuse.
Durch den innovativen, mechanischen Aufbau ist dieses fixfertige Maschinenelement fähig, kombinierte Linear- und Drehbewegungen auf einfachste Art und Weise zu realisieren und z.B. Verschlüsse frei nach Kundenwunsch zu verschrauben.
Im Fall von Emmi muss der Deckel wie folgt verschlossen werden: in einem 90⁰ Winkel zugedreht, bei dem beide „Flügel“ auf einer horizontalen Linie ausgerichtet sind. Natürlich garantieren die LinMot Hubdreh-Motoren beim Verschliessen nicht nur, dass der Deckel feinfühlig und beschädigungsfrei auf das Gewinde gedreht wird, sondern sie finden auch den korrekten Gewindeanfang und stellen durch die Kombination von linearer und rotativer Bewegung sicher, dass über den gesamten Prozess Parameter wie z.B. die lineare Position, Drehwinkel, Kraft sowie Drehmoment immer eingehalten werden. Einem vollständig überwachten Verschluss, wie er oft in Zusammenhang mit Industrie 4.0 Anforderungen benötigt wird, steht damit nichts mehr im Wege.
Einmal korrekt verschraubt, übernimmt die Versiegelungsspule im Anschluss den letzten Arbeitsschritt.
Zuverlässig, präzise und schnell
Der Clou hinter dem Wing-Cap Verschluss: Die Siegelscheibe wird nach dem Verschluss direkt mit dem Deckel verbunden und öffnet sich dadurch einfach und mühelos beim erstmaligen Öffnen des Wing-Caps. Entscheidend für einen effizienten und zuverlässigen Verschliessprozess ist dabei das punktgenaue Aufdrehen der Wing-Cap Verschlüsse. Und genau hier griff das renommierte Maschinenbauer-Unternehmen Tetra Pak auf Hubdreh-Motoren von LinMot zurück.
Der Verschluss mit den „Flügeln“. Mit LinMot Hubdreh-Motoren verschlossene Wing-Cap Verschlüsse stechen auch optisch aus der Masse heraus.
Dieser gesamte Prozess wird in nur 3 Sekunden parallel von zwei Stationen gleichzeitig realisiert. Wöchentlich wechselt die Produktion von 1 Liter Kartons auf 0,5 Liter Kartons. Die hierfür notwendige Formatumstellung ist auf Seiten der Hubdreh-Motoren infolge einfachster Parameteranpassung der Bewegungsprofile innert Sekundenbruchteilen vollzogen und kann direkt von der SPS durchgeführt werden.
Innovation, die sich lohnt
Die von Tetra Pak entwickelte Maschine ist bereits seit 3 Jahren bei Emmi im Einsatz. In dieser Zeit gab es keinen einzigen Ausfall der Hubdreh-Motoren zu verzeichnen. Dies, trotz einer Sieben-Tage-Produktion mit je drei Schichten. Eine regelmässige Wartung reicht aus, um eine langlebige, profitable Produktionsmaschine zu unterhalten. Aufgrund der guten Erfahrungen hat Emmi seit März 2021 eine weitere Produktionsstrasse mit einem baugleichem Verschliesser im Einsatz.
Mehr Nachhaltigkeit für die Zukunft
Angesprochen auf Innovationen, die er sich für die Zukunft wünscht, sieht Hans-Peter Steuri speziell in einem Bereich noch mehr Potenzial: Der Nachhaltigkeit. „Hier haben wir bis heute bereits viel erreicht, können aber vielleicht noch Material sparen.“ Schlussendlich ist es das Ziel, dass der Recycling-Zyklus von den Konsumentinnen und Konsumenten richtig geschlossen werden kann. Dies ist bereits heute mit Tetra Pak-Verpackungen möglich. In der Schweiz gibt es rund 100 Sammelstellen, an denen Getränkekartons zurückgegeben werden können. Zukünftige Verpackungen sollen noch einfacher recyclebar sein. Nicht nur in der Schweiz, sondern auf der ganzen Welt. Und sobald das Anforderungsprofil für die Verpackung der Zukunft klar ist, werden die Motoren von LinMot wieder zuverlässig zur Stelle sein.
Hans-Peter Steuri
Die bereits abgefüllten Kartonverpackungen werden mittels Förderband zum Tetra Pak Verschliesser transportiert.