Vollelektrische Abfülleinheit

Worum geht’s?

Die Abfülleinheit ist das funktionale Zentrum des Abfüllmoduls. Sie übernimmt die aus der Übergabe kommenden Pipettenspitzen, führt sie kontrolliert in die Abfüllbacken und setzt sie anschliessend positionsgenau in die Bohrungen der Warenträger ein. Im bisherigen Konzept war dieser Bereich sehr aufwendig und stark pneumatisch aufgebaut – mit separatem Wagen zum Herausziehen der Einheit, einem sperrigen Balkenverbund, vielen Zylindern und erheblichem Montage- und Wartungsaufwand.

Das neue Konzept wurde von Grund auf neu entwickelt. Die Abfülleinheit ist schmaler, leichter und vollständig neu strukturiert. Nur der Abfüllverteiler kann bei Bedarf noch schnell gelöst und durch die normale Vordertüre von Hand entnommen werden. Dafür müssen lediglich vier Passschulterschrauben und eine Blasluftleitung gelöst werden. Die gesamte restliche Einheit bleibt fest im Modul integriert.

Was war die Herausforderung?

• Ersetzen eines sehr komplexen pneumatischen Aufbaus durch ein kompaktes elektrisches Konzept
• Automatische Formatsatzverstellung bei gleichzeitig deutlich reduziertem Teileaufwand
• Sauberes Öffnen und Schliessen der Abfüllbacken ohne Schmier- und Überwachungsprobleme
• Weniger bewegte Masse und schmalere Bauweise durch kleinere Warenträger
• Bessere Zugänglichkeit und geringerer Serviceaufwand

Im alten Aufbau wurden die Backen über 16 Balkenpaare mit insgesamt 32 Pneumatikzylindern geöffnet und geschlossen. Die Zylinder waren nicht überwacht, die Kugelbüchsen mussten entfettet werden und der gesamte Balkenverbund bestand aus über 1250 Schrauben und rund 100 Stiften. Auch für die Formate war der Aufwand enorm: Bei fünf Formatsätzen waren rund 640 Schrauben nötig.

Wie wurde das gelöst?

Das neue Prinzip ersetzt den bisherigen Balkenverbund durch zwei präzise geführte Abfüllplatten – eine obere und eine untere – in welche die Backen direkt eingesetzt werden. Die Backen sind nur noch gesteckt und werden über Verriegelungsblechstreifen gesichert. Für fünf Formatsätze sind dadurch nur noch wenige Schrauben erforderlich. Gleichzeitig lassen sich die Abfüllplatten mit wenigen Schrauben demontieren und die gesamte Einheit ist deutlich einfacher aufgebaut.

Die beiden Y-Achsen der Abfülleinheit übernehmen neu mehrere Funktionen gleichzeitig: Sie öffnen und schliessen die Backen, wählen automatisch den gewünschten Formatsatz und positionieren die Spitzen in Y-Richtung über der Zielbohrung. Durch die elektrische Ansteuerung können die Backen kontrolliert bewegt und bei Bedarf sogar mit kleinen Bewegungen unterstützt werden, um Spitzen sicher abzuwerfen. Die Motoren sind gegengleich angeordnet, um die Gewichtsverteilung zu verbessern.

Auch der Z-Hub wurde grundlegend überarbeitet. Statt einer schwachen Kugelspindel mit zwei Hilfszylindern arbeitet die neue Einheit mit zwei Kugelspindelachsen, welche gleichzeitig Antrieb und Führung übernehmen. Dadurch entfallen zusätzliche Führungen und Führungswagen oberhalb des Produkts, die bewegte Masse sinkt und die gesamte Einheit wird kompakter und reinraumgerechter.

Zusammen mit der integrierten X-Bewegung, den 3D-gedruckten Aufnahmeclustern im Abfüllverteiler und der schmaleren Bauform entstand so eine deutlich einfachere, besser zugängliche und präziser einstellbare Abfülleinheit. Sie ist mechanisch wesentlich aufgeräumter, wartungsfreundlicher und für zukünftige Varianten deutlich flexibler als das Vorgängerkonzept.