Als Kunden verlassen wir uns darauf, dass in der Packung die angegebene Menge enthalten ist. Beim Kakaomischgetränk ebenso wie beim Speiseeis am Stiel gilt für uns was ausgezeichnet ist: 500 g oder 12 Stück sind wir bereit zu bezahlen und erwarten Entsprechendes vorzufinden. Ein Weg, dies in vollautomatischen Verpackungsprozessen sicherzustellen, ist der Einsatz von Kontrollwaagen direkt in der Verpackungslinie. In den Kontrollwaagen der X-Serie der Mettler-Toledo Garvens GmbH sorgen Motoren von Groschopp mit integrierter Elektronik für die kontinuierliche Bewegung der Transportbänder.

Will ein Hersteller nicht gegen geltende Verbraucherschutzgesetze verstoßen, versteht es sich von selbst, Fehlmengen zu vermeiden. Aber auch Überfüllungen können Packungen beschädigen! Sie verursachen enorme Kosten - ein halbes Gramm zuviel, ergibt eine sechsstellige Summe bei einem Grammpreis von 0,37 Eurocent und einem Maschinendurchsatz von 200 Produkten pro Minute im Dreischichtbetrieb bei 230 Produktionstagen jährlich. Daher sind präzise Waagen erforderlich, wie sie bei Garvens zum Produktprogramm gehören. Das Unternehmen aus Giesen in Niedersachsen ist ein führender Hersteller dynamischer Wägetechnik und seit 1986 Teil der Mettler Toledo-Gruppe. Darin bildet es zusammen mit dem Schwesterunternehmen Safeline für Metalldetektion und Röntgeninspektion die Product Inspection Division.

Hohe Belastungen durch Wasser und Reinigungsflüssigkeiten sind in allen verarbeitenden Industrien, die sich mit Lebensmitteln befassen, an der Tagesordnung. Die XE- und XS-Kontrollwaagenmodelle von Garvens sind bis in die höchstmögliche Schutzklasse IP69k erhältlich, könnten also im Nassbetrieb oder bei sehr hohem Staubaufkommen arbeiten. Bei den Transportbändern der Waagen unterscheidet man zwischen Zuführ-, Wäge- und Abführbändern – separaten Konstruktionen, die jeweils mit eigenen Antrieben bewegt werden. Für die Synchronisierung ist dann die Steuerung zuständig. Die Transportgurte bestehen aus leicht zu reinigendem Kunststoff auf dem die Produkte weder rutschen noch haften. Die Transportbandkörper bestehen aus Aluminium oder korrosionsbeständigem V2A-Edelstahl. Maßgeblich für die Materialwahl ist der benötigte Schutzgrad der Applikation. Für die Waagenmodelle XE2 und XE3 setzt Garvens den Gehäusemotor EGK48-60NV (REA/EAA) von Groschopp ein, der mit integrierter Elektronik und Gebersystem einen kompletten Direktantrieb darstellt. Die XE2 ist dabei für einen Wägebereich bis 600 g vorgesehen, mit der größeren XE3 sind zehnmal schwerere Artikel möglich. Auch bei Maximalbelastung von 6 kg ist hohe Genauigkeit garantiert. Der Durchsatz dieser Stationen liegt bei 200 Wägevorgängen pro Minute. Damit die Qualitätskontrolle wirtschaftlich machbar ist, werden die dynamischen Waagen reibungslos in den Fertigungs- bzw. Verpackungsprozess integriert. Hierfür eignen sich die Motoren mit integrierter Elektronik besonders gut, weil diese Bauweise einen geringen Verdrahtungsaufwand bedeutet, der zusammen mit dem hohen Schutzgrad Vorteile in der Fördertechnik bietet, wo häufig dezentrale Automatisierungsarchitektur zum Einsatz kommt.

Beim Gehäuse besteht die Wahlmöglichkeit zwischen einem viereckigen Aluminiumgehäuse (EAA) und dem korrosionsfesten Rundgehäuse (REA) aus elektropoliertem Edelstahl, das ohne Schrauben und auftragende Schweißnähte komplett glatte Oberflächen aufweist. Schmutzablagerungen sind an dieser leichten und kompakten Ausführung fast ausgeschlossen. Diese neue runde Edelstahl-Version wurde speziell für den Lebensmittelbereich entwickelt. Eine Steigerung der Schutzklasse von standardmäßig IP65 auf IP69k erfolgt über andere Abdichtungen am Stecker, das Gehäuse selbst bleibt unverändert. Die Deckel fungieren gleichzeitig als Kühlkörper, welche die materialbedingt anspruchsvolle Wärmeableitung sicherstellen. Hierauf muss bei der Verwendung von Edelstahl immer besonderes Augenmerk gelegt werden, damit die benötigte Leistung auch zuverlässig ohne Einbußen abrufbar ist.

Dynamische Kontrollwaagen

Die Kontrollwaagen XE2 und XE3 von Garvens lassen sich durch ihren flexiblen Aufbau mit variabler Transporthöhe und stufenloser Geschwindigkeitseinstellung in die verschiedenen Fertigungsprozesse integrieren. Der Antrieb muss diese Flexibilität entsprechend mitmachen und mit unterschiedlichen Steuerungen und/oder Schnittstellen kompatibel sein. Für die stufenlose Regelung der Geschwindigkeit ist das integrierte Gebersystem der EGK-Motoren besonders vorteilhaft. Die Elektronik stellt durch komplexe Auswertungsmodelle auch die Laufruhe sicher, die für den gleichmäßigen Transport über die drei Bänder der Waage – Zuführ-, Wäge- und Abführband – aber auch für die Übergabe an die Fertigungsbänder wichtig ist. Im laufenden Betrieb erfolgt die Bedienung der Waage über einen Touchscreen mit anwenderspezifischer, symbolischer Benutzerführung. Die Antriebe sind über eine CAN-Bus- oder serielle Schnittstelle mit der jeweiligen SPS verbunden. Bei Garvens gehören zu den Waagen auch Softwaremodule, die statistische Daten zur Qualitätskontrolle liefern und direkt mit dem ERP-System verbunden werden können. Die Geräte stellen vollwertige Analysemechanismen dar, mit denen Produktionsziele in einer 100 %-Kontrolle überwacht werden und unterliegen daher höchsten Ansprüchen an Präzision aller eingesetzten Komponenten. Die Waagen können auch direkt mit der Füllmengensteuerung verbunden werden.

Ausgewogene Antriebe

Ihre Laufeigenschaften und die kompakte Gehäuseform mit integrierter Elektronik sprechen für die Antriebe von Groschopp. Ein besonderes Augenmerk liegt hierbei auf der Leistungsfähigkeit des Motors: Die mögliche Betriebstemperatur richtet sich nach der Widerstandsfähigkeit der Elektronik, und beim Edelstahl kommt noch schlechtes Wärmeleitverhalten hinzu. Groschopp hat hier mit der Zahnspulenwicklung einen Weg gefunden, die auch im zugrunde liegenden Basismodell Black Panther Servo eingesetzt wird. Hierbei wird um einen Zahn herumgewickelt, und die Rastmomente werden durch schräges Einwickeln deutlich reduziert. Diese Wickeltechnik erhöht den Wirkungsgrad des Motors deutlich, was sich beim Gehäusemotor mit integrierter Elektronik besonders positiv bemerkbar macht. Bei der Wicklung, die automatisiert bei Groschopp in Viersen ausgeführt wird, sind kundenspezifische Anpassungen möglich. Die EGKTypen mit integrierter Regelelektronik werden in einer 24 (optional 48) VDC-Ausführung mit 8-poligem Anschlussstecker gebaut. Die in dieser Bauart zur Verfügung stehenden Größen EGK48 und EGK65 mm decken die gängigsten Anwendungsbereiche ab. In der Edelstahlausführung zeigt sich die hochwertige Verarbeitung beispielsweise an der Verbindung von Gehäuse und Stecker-Stutzen, der per Laser aufgeschweißt ist. Auf einem runden Körper ist das ein komplexer Vorgang, der eine glatte Kante hinterlässt, die keine Schmutzablagerungen begünstigt. Andere Fertigungsverfahren wie eine Klebeverbindung könnte durch Reinigungschemikalien angegriffen werden und sind daher ungeeignet. Diese Details zeigen die hohe Verarbeitungsqualität wie sie der Schutzart IP69k gerecht werden. Die Einsatz in den dynamischen Kontrollwaagen des führenden Herstellers Mettler- Toledo Garvens GmbH zeigt: Mit dem EGK48-60NV (REA/EAA) der Groschopp AG ist ein Gehäusemotor verfügbar, der leistungsfähige Elektronik und hohen Wirkungsgrad vereinigt.