Componenten van ACE in speciale machine voor sluiten van schroefdoppen

Tijdens de coronapandemie slaagde Metallatelier GmbH uit het Duitse Deggenhausen erin om een kleine serie speciale machines voor het automatisch afsluiten van schroefdoppen van diverse formaten flacons met desinfectiemiddel binnen korte tijd te optimaliseren. Het Duitse ACE Stoßdämpfer leverde met een aantal machineonderdelen een bijdrage aan deze doorontwikkeling.

Ontwikkeling afsluiten van schroefdoppen

Met een speciale machine zorgden oprichter van Metallatelier David Fuchs en zijn team voor een producent van schoonmaakmiddelen al in 2006 voor tot dan toe ongekende flexibiliteit en betrouwbaarheid bij het automatisch afsluiten van flessen. Bij de uitbraak van de coronapandemie in 2020 kon Bilgram Chemie desinfectiemiddelen niet snel genoeg produceren. Daarom benaderden zij Metallatelier. Het bedrijf vroeg of Metallatelier op korte termijn een nieuwe serie van deze machine kon leveren.

“In 2006 was het doel nog de handling te versnellen en het personeel te ontlasten. In 2020 stond enerzijds de verhoging van de productiesnelheid centraal. Anderzijds maakten zij de hele machine nog flexibeler. Hierdoor kan deze nu nog sneller worden aangepast aan nieuwe schroefdoppen en flaconformaten. Dit omdat onze nieuwe klant met de drie nieuwe machines vooral kleine flesjes met handdesinfectiemiddel wilde vullen”, aldus Fuchs.

Snellere productie schroefdoppen door het gebruik van hightechcomponenten

Het nieuwe ontwerp is gebaseerd op het basisprincipe van zijn voorganger. Twee klemmen, bekleed met Ethyleen-Propyleen-Dieen-Monomeer (EPDM), houden de flessen op hun plaats. Deze klemmen bevinden zich recht onder het schroefmechanisme. Vier grijprollen grijpen de dop vast en schroeven deze vast totdat de gedefinieerde koppel is bereikt. Kleine stootdempers remmen de pneumatische slede af en bepalen ook de eindpositie van het grijpmechanisme door de stand van de demper. Hierdoor kan de machine aangepast worden om schroefdoppen van verschillende afmetingen af te sluiten.

Normaal gesproken beweegt de slede niet naar de eindpositie. In plaats daarvan stopt deze eerder al door twee kleine stootdempers aan de onderkant. Een kleine stootdemper bovenaan zorgt ervoor dat de slede zich niet telkens naar zijn eindpositie hoeft te verplaatsen, maar al gestopt is wanneer de grijpwielen voldoende geopend zijn om de schroefdoppen zo snel mogelijk verder te transporteren.

Nieuwe dempingsoplossing

Naast andere innovaties waren er ook nieuwe ontwerpen nodig voor het afremmen van de slede in de eindposities. David Fuchs en zijn team heroverwogen de demping van het systeem uit 2020. Eerst gebruikten ze in het vorige model kleine stootdempers van het type MC150EUMH van ACE in zowel de bovenste als onderste eindposities. Nu blijven ze in de bovenste eindpositie werken met het zelfinstellende type MC150EUMH. Aan de onderkant gebruiken ze echter twee hydraulische dempers van het type MC150EUM. Het verschil is dat de bovenste demper bedoeld is voor grotere effectieve massa’s van 8,6 kg tot 86 kg, terwijl de dempers onderin geschikt zijn voor de opname van massakrachten van 0,9 kg tot 10 kg. Ook blijft er aan de andere kant nu ruimte voor een eindpositiesensor.

De symmetrisch geplaatste dempers hebben als extra voordeel dat de slede bij onjuiste bediening, stroomuitval of andere storingen niet ongecontroleerd ergens opbotst en vastloopt”, aldus de eigenaar van Metallatelier. De aandrijving van de slede is een ander kernelement, legt David Fuchs uit. Hij wijst erop hoe nauwkeurig de pneumatische eenheid werkt en zo de bovenste kleine stootdemper precies loodrecht raakt. Zo wordt de zuigerstang optimaal belast en kan dit machineonderdeel zijn maximale levensduur van 25 miljoen slagen volledig benutten. De exacte gradatie van het hardheidsbereik en een energieopname van 20 Nm/slag zijn andere belangrijke waarden die in continu bedrijf tot 34.000 Nm/u absorberen. Hierdoor kan de nieuwe machine, samen met de geïntegreerde vaste aanslag van de dempers, cyclus na cyclus onder volle belasting werken.

Industriële gastrekveren ontlasten operators en versnellen omschakeltijden

Een ander aandachtspunt bij de optimalisatie was het verkorten van de omschakeltijden wanneer de machine wordt ingesteld voor verschillende formaten flacons. Omdat de belangrijkste beperkende factor bij de handling van de machine het gewicht is, zocht het team van Metallatelier naar een energiebesparende en stroomonafhankelijke oplossing voor het instellen van de hoogte en het regelen van de snelheid. Hierbij dacht het bedrijf aan industriële gasveren van ACE. Een bijzondere uitdaging voor de integratie van deze componenten is het compacte ontwerp van de machine.

Vanwege de beperkte ruimte koos het engineersteam, na een testberekening op de homepage van ACE en overleg met de dempingsspecialisten uit Langenfeld, voor industriële gasdrukveren van het type GZ-28-250-DD-330N. Deze varianten van gasveren hebben minder ruimte nodig dan de bekendere industriële gasveren. Dit komt doordat de zuigerstang naar binnen wordt getrokken. Vervolgens simuleerden ze de instellingen van dit type gasveer. Zij gebruikten daarbij een gewicht dat exact overeenkwam met dat van de schroefeenheid. De ingenieurs tapten vervolgens via een daarvoor bestemd ventiel zoveel stikstof af. Dit deden zij totdat maximaal comfort en de beste fixatie waren bereikt.

Zij integreerden de aangepaste gasveer succesvol in de constructie na de tests. Het meegeleverde montagetoebehoren maakte een snelle installatie mogelijk. Nu werken de gasveren betrouwbaar. Ze zorgen ervoor dat de eenheid snel omhoog of omlaag gaat. Dit maakt het eenvoudig om tussen kleine en grote flessen te wisselen, waardoor zij de productiecapaciteit optimaal benutten.

Om onnodige stilstand door schade of letsel te voorkomen, zijn naast kleine stootdempers en gastrekveren ook structuurdempers van ACE gemonteerd. De kleine dempers dienen als aanslagdempers aan de bovenkant van de beschermkap van de schroefeenheid. De machineonderdelen, vanwege hun vorm TUBUS genoemd, zijn voordelige alternatieven voor hydraulische dempers wanneer bewegende massa’s niet met uiterste precisie hoeven te worden afgeremd.