In den PET-Anlagen von Krones werden die Flaschen nach dem Prinzip des Neckhandlings transportiert. Dabei greifen schaltbare Klammern die Flaschen wechselseitig unterhalb des Verschlussgewindes. Um die dabei entstehende starre mechanische Verbindung zwischen den Anlagenblöcken bei Bedarf trennen zu können, kommen intelligente Schnittstellen zum Einsatz. Zusammen mit dem dynamischen Puffersystem Acculink für Leer- und Vollflaschen von Krones entsteht ein Gesamtsystem, bei dem das Störverhalten einzelner Maschinen kompensiert wird.
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Der von den Krones-Ingenieuren entwickelte Rückziehstern erfüllt diese Schnittstellenfunktion und verbindet das Puffersystem mit dem aseptischen Füllerblock. Da der Rückziehstern innerhalb des keimfreien Füllers arbeitet, gelten hohe aseptische Anforderungen. Nur besonders gestaltete Funktionselemente halten den konstant feuchten, aggressiven Umgebungsbedingungen stand:
Die bislang bei einfachen Schiebersternen verbauten konventionellen Linearführungen und Kurvenrollen erfüllten den Anspruch einer hygienegerechten Gestaltung nur unzureichend. Sie erwiesen sich als korrosionsanfällig, schlecht zu reinigen und stellten wegen der Verwendung von Schmierstoffen ein Hygienerisiko dar. Diese Faktoren führten dazu, dass die Maschinenelemente alle vier bis sechs Wochen komplett ausgetauscht werden mussten. Für Tino Sickert, Entwicklungsingenieur bei Krones, lag daher bei der Entwicklung des Rückziehsterns auf der Hand, die Linearführungen zu ersetzen: „Wir haben nach einer Lösung gesucht, die unter den schwierigen Umgebungsbedingungen die Linearbewegung dauerhaft sowie zuverlässig überträgt. Außerdem sollte sie ohne Schmierstoffe auskommen und sich gut reinigen lassen.“
Der neue Rückziehstern kommt zugunsten von Kunststofflagern ohne stählerne Linearführungen und Kurvenrollen aus. Er besteht aus dem Sternoberteil, den verschiebbaren Klammerträgern, der Entkopplungseinheit, der Übergabe und der Basis. Insgesamt wurden 148 Kunststofflager, vier in der Hauptlagerung des Schlittens verbaut, der Rest im Klammerträger.Zum Einsatz im Rückziehstern kamen schmiermittelfreie Gleitlager von Igus. Neben iglidur-J-Lagern, die für die Getränkeindustrie konzipiert sind, werden auch hochtemperaturbeständige iglidur-X-Gleitlager verwendet. Erstere empfehlen sich für Anwendungen bis 80°C sowie für den direkten Nassbereich bzw. unter Wasser. Sie sind gefragt, wenn sehr niedrige Reibwerte nötig sind, niedrige Druckbelastungen herrschen und bei hohen Geschwindigkeiten sowie hoher Verschleißfestigkeit. IglidurX hält auch bei Chemikalienbelastung in Kombination mit Temperaturen bis 250°C stand.
Topfite Lager: Laufleistung von 2.900 km
Die Gleitlager zeichnen sich durch geringe Wärmerelaxierung, hohe Druckfestigkeit und Maßgenauigkeit bei guter Wärmeableitung und geringer Kriechneigung aus. Zudem sind sie wartungsfrei, gewährleisten eine hohe mechanische Dämpfung und erweisen sich unempfindlich gegen viele Chemikalien. Exakt abgestimmte Verstärkungs- und Festschmierstoffe lassen die Polymere hohe Lasten verkraften, sorgen für niedrige Reibwerte sowie Verschleißfestigkeit. Die Maschinenelemente eignen sich für rotierende, oszillierende sowie lineare Bewegungen und sind prädestiniert für Anwendungen mit hohen Lasten und niedrigen Gleitgeschwindigkeiten. Im Falle des Krones-Rückziehsterns finden sich drei iglidur-J-Produkte im Klammerträger. Die beiden oberen Gleitbuchsen bilden dabei das Festlager. Die untere Gleitbuchse, die Drehmomentstütze, fungiert als Loslager. Pro Umdrehung des Entkopplungssterns müssen die Lager eine Wegstrecke von rund 100mm zurücklegen, was – auf die Lebensdauer bezogen – einer Gesamtlaufleistung von 2.900km entspricht. Dabei treten Beschleunigungen bis zu 1,35g und Geschwindigkeiten von 170mm/s auf. Auch bei der Kurvenrolle vertraut Krones auf iglidur-J-Flanschbuchsen. Sie gewährleisten das saubere und gleichmäßige Abrollen der Kunststoff-Kurvenrolle auf der Kurvenbahn. Die radialen Kräfte der Kurvenrolle werden reibungsarm auf den Klammerträger übertragen. Der Drehriegel wiederum lagert in einer iglidur-X-Kunststoffbuchse. Er sorgt mit seiner Abwälzbewegung am Steuernocken für exaktes und stellungsgerechtes Öffnen und Schließen der Klammer.
Der Schlitten ist wie das Klammerträgergehäuse mit weichen Edelstahlrundführungen ausgestattet. Bei Bedarf muss der Schlitten innerhalb von 180 ms die Schaltbewegung absolvieren. Das erfordert eine zuverlässige und stick-slip-freie Gleitbewegung, da das Gesamtsystem auf 2,45g beschleunigt wird und auf der kurzen Wegstrecke von 40mm eine Geschwindigkeit von 0,44m/s erreicht. Die Druckfedern, welche die Klammerträger auf dem Teilkreis halten, sind einseitig mit einer iglidur-J-Kunststoffgleitbuchse geführt. Sie zentrieren die Druckfedern zum Klammerträger und verhindern mechanische Beschädigungen der hochpolierten Rundführungsoberfläche. Zusätzlich zu den technischen Vorteilen konnte Krones mit den igus-Lagern die Kosten im Rückziehstern reduzieren. Sickert: „Bei dem ähnlich gearteten Schieberstern wurden herkömmliche Linearführungen eingesetzt. Durch die kurzen Reinigungszyklen und die aggressiven Reinigungsmittel wurden allmählich die Schmierstoffe herausgespült, und die Führungen liefen zunehmend trocken. Wir mussten sie alle drei Wochen komplett austauschen – und das bei einem Stückpreis von rund 50 Euro und Materialkosten von 1.200Euro pro Austausch. Wir sparen hier bereits Kosten von etwa 90Prozent. Seit wir im Oktober 2006 den Schieber- durch einen Rückziehstern ersetzt haben, gab es keinerlei Störungen. Auch das routinemäßige Austauschen der Gleitlager war bisher nicht notwendig.“
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