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Verpackung frischer Lebensmittel
Gute Führung ohne Schmierung
In der neuen Generation der Thermoform-Verpackungsanlagen PowerPak Plus hat GEA zahlreiche Innovationen miteinander vereint. Geholfen haben dabei die Linearlager, Gleitlager und Antriebselemente aus dem Konstruktionsbaukasten des Motion-Plastics-Spezialisten Igus. Wichtige Auswahlkriterien waren: Verzicht auf aktive Schmierung, lange Lebensdauer, hygienegerechte Konstruktion und Eignung für intensive Reinigungsprozesse.
 Die großflächige Schiebetür (siehe Bild 1) ersetzt alle alten Haubenlagerungen. 
Geöffnet und geschlossen wird sie mithilfe von Drylin W-Hybridlinearrollenlagern.
Die großflächige Schiebetür (siehe Bild 1) ersetzt alle alten Haubenlagerungen. Geöffnet und geschlossen wird sie mithilfe von Drylin W-Hybridlinearrollenlagern.Bild: igus GmbH

Beim Verpacken frischer Lebensmittel – insbesondere von Fleisch und Käse – hat sich das Thermoformen durchgesetzt. Eine stabile Unterfolie wird in die vom Anwender gewünschte Schalenform gebracht, die Ware eingelegt (wenn gewünscht im Vakuum oder unter Schutzgas) und mit einer meist transparenten Oberfolie versiegelt.

Lebensmittelhersteller, die dabei auf hohe Verpackungsqualität sowie auf eine lange Lebensdauer der Verpackungslinie achten, nutzen für diese Aufgabe häufig die Maschinen der PowerPak-Serie von GEA Food Solutions – und das weltweit. Entsprechend hoch waren die Anforderungen bei der Entwicklung der neuen PowerPak Plus, zumal die Mehrzahl der anspruchsvollen Anwender durchaus zufrieden war mit dem Status quo der „alten“ PowerPak. Auch die Reputation von GEA – einem international führenden Anbieter von Prozesstechnik für die Nahrungsmittelindustrie mit einem Umsatz von 4,83 Milliarden Euro (2018) – legte die Messlatte hoch.

Die Erwartungen wurden jedenfalls erfüllt, denn die PowerPak Plus verkauft sich bestens. Was auch nicht überrascht, denn die GEA-Konstrukteure in Biedenkopf-Wallau haben echte Innovationen mit klarem Kundennutzen realisiert und dabei – wie schon bei der Vorgängerserie – den Igus Konstruktionsbaukasten zu Hilfe genommen.

 Auch in der Unterfolienabwicklung wird die verschiebbare Sicherheitseinhausung mit 
leichtgängigen Drylin W-Linearführungen bewegt - hier aber in der gebogenen Variante.
Auch in der Unterfolienabwicklung wird die verschiebbare Sicherheitseinhausung mit leichtgängigen Drylin W-Linearführungen bewegt – hier aber in der gebogenen Variante.Bild: igus GmbH

Beste Sicht auf den Prozess

Eine Innovation der neuen Thermoformanlage ist schon auf den ersten Blick zu sehen – sie erlaubt eine freie Sicht auf den Prozess. Die klassischen Schutzhauben wurden durch eine einzige Schiebetür ersetzt, die sich über die gesamte Arbeitsbreite von bis zu drei Metern nach unten schieben lässt. Geführt wird die Tür an beiden Seiten über Igus-Linearsysteme der Serie Drylin W und das entsprechende Drylin-Hybrid-Rollenlager. Sie sind verdeckt eingebaut und werden über Gegengewichte in der gewünschten Position gehalten. Mit dieser unkonventionellen Lösung haben die GEA-Ingenieure auch die Sicherheitsexperten der Berufsgenossenschaft überzeugt. Jürgen Niesar, Konstrukteur in der Forschung und Produktentwicklung: „Sie haben nur als zusätzliche Absicherung eine Lichtschranke am oberen Abschluss der Tür gefordert.“

 In den hygienisch gestalteten Folienumlenkrollen kommen xiros F180-Kunststoffkugellager zum Einsatz.
In den hygienisch gestalteten Folienumlenkrollen kommen xiros F180-Kunststoffkugellager zum Einsatz.Bild: igus GmbH

Zentrale Anforderung: keine aktive Schmierung

Die Vorteile der Schiebetür bestehen in der freien Sicht und dem optimalen Zugang zum Arbeitsraum. Die Drylin-Linearführungen bieten den Vorteil, dass sie ein leichtgängiges Auf und Ab der Tür ermöglichen und ohne aktive Schmierung auskommen. Das ist für GEA aus mehreren Gründen eine zentrale Anforderung. Jürgen Niesar: „Da die Maschinen Nahrungsmittel verpacken, verzichten wir auf Schmierung, da sie Kontaminationen verursachen könnte.“

Auch die aus Hygienegründen erforderliche Reinigung der Anlagen und weitere Umgebungsbedingungen erschweren die Auswahl von Antriebskomponenten: Einige Anwender reinigen ihre Verpackungsmaschinen mit Heißdampf, andere schäumen sie mit Säuren oder Laugen ein. Auch Trockeneis kommt zum Einsatz. Das alles sind extreme Belastungen für die Lagerstellen. Schmierstoff würde schnell ausgewaschen, deshalb fordert GEA schmierstofffreie Komponenten. Zudem ist die Umgebung – eben wegen der Reinigung – meist feucht und die Temperatur kann sehr kalt (zum Beispiel bei der Verpackung von Fleisch- und Wurstwaren) oder warm (in Großbäckereien) sein.

 Die wartungsfreie automatische Bahnkantenregelung mit Drylin Trapezgewindemutter und Drylin R-Linearfolien schafft die Voraussetzung für die Verarbeitung diverser Folienqualitäten.
Die wartungsfreie automatische Bahnkantenregelung mit Drylin Trapezgewindemutter und Drylin R-Linearfolien schafft die Voraussetzung für die Verarbeitung diverser Folienqualitäten. Bild: igus GmbH

Bestens geeignet für anspruchsvolle Umgebungsbedingungen

All das stellt besondere Anforderungen an rotative und lineare Lager. Die Antriebskomponenten von Igus sind für solche Anwendungen entwickelt. Bei den Linearlagern werden Aluminium- oder Edelstahlführungen verwendet, auf denen Gleitelemente aus Tribo-Polymeren mit inkorporiertem Schmierstoff verfahren. Diese Werkstoffkombination kommt ohne zusätzliche Schmierstoffe aus und bewährt sich unter den widrigen Umgebungsbedingungen der Nahrungsmittelverarbeitung und -verpackung. Deshalb kommt sie – als Drylin-Linearlager – auch in anderen Bereichen der PowerPakPlus-Maschinen zum Einsatz. Ein Beispiel: Die Sicherheitseinhausung der Rollentrommel zur Unterfolienabwicklung, die der Thermoformanlage das Material zuführt, muss als bewegte Einheit ebenso abgesichert werden: Hier haben die GEA-Konstrukteure eine Schiebetür vorgesehen, die hier allerdings der Rollenkontur folgt und über eine gebogene Linearführung aus dem Drylin W-Programm geöffnet und geschlossen wird.

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