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Hygienegerechte Antriebssysteme halten Produktionsanlagen sauber

| Redakteur: Sandra Häuslein

Wittenstein Cyber Motor hat eine Kleinservomotoren-Familie im Hygiene-Design im Programm. In Verbindung mit den Antriebsverstärkern der Baureihe Simco Drive ermöglichen diese eine hygienegerechte Antriebsautomatisierung.

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Das hygienegerechte Kleinservoantriebssystem wurde für das prozessnahe Umfeld konzipiert, in dem Maschinen und Anlagen häufig gereinigt und desinfiziert werden müssen.
Das hygienegerechte Kleinservoantriebssystem wurde für das prozessnahe Umfeld konzipiert, in dem Maschinen und Anlagen häufig gereinigt und desinfiziert werden müssen.
(Bild: Wittenstein )

Einsatz finden die Systemlösungen von Wittenstein Cyber Motor vor allem in Produktions- und Verpackungsanlagen der Nahrungs- und Getränkeindustrie, der Chemischen und Pharmazeutischen Industrie oder bei der Herstellung medizinischer Sterilprodukte. Konzipiert wurde das hygienegerechte Kleinservoantriebssystem deshalb für das prozessnahe Umfeld, in dem Maschinen und Anlagen häufig gereinigt und desinfiziert werden müssen.

Ohne Zusatzaufwand verbinden

Der große Vorteil bei der Integration ist, dass die Kleinservomotoren nicht mehr aufwändig gekapselt oder im Unterbau einer Abfüll- oder Verpackungsmaschine versteckt werden müssen. Sie können ohne mechanischen Zusatzaufwand direkt mit den Achsen, beispielsweise eines Pick-and-Place-Roboters verbunden werden. Dies vermeidet thermische Probleme durch das Kapseln und ermöglicht den Ersatz aufwändiger Pneumatik-Antriebslösungen. Auch die Maschine lässt sich dadurch kostengünstiger und flexibler konstruieren. Im Anlagenbetrieb zeichnet sich die Hygiene-Design-Lösung durch eine verbesserte Reinigung und Wartung sowie eine hohe Verschmutzungs- und Prozesssicherheit aus.

Hygiene-Design entspricht den Regeln der EHEDG

Bei den hygienegerechten Kleinservomotoren der Produktfamilie Cyber Dynamic Line handelt es sich um dreiphasige, permanenterregte Synchronmotoren, welche auf Leistungsbereiche bis 335 W ausgelegt sind. Sie verfügen über einen Absolutwertgeber mit BISS C-Schnittstelle und erreichen dank ihres hohen Dynamikfaktors Spitzenwerte hinsichtlich Beschleunigung, Taktzahlen und Maschinendurchsatz. Dadurch und durch ihre kompakte und gewichtssparende Bauform sind sie geeignet für Anwendungen mit kurzen, schnellen Bewegungen und häufigen Richtungsänderungen, für hochdynamische Formatverstellungen oder präzise Pumpen- und Dosiersysteme im Bereich der Abfüllung.

Die Motoren wurden entsprechend der Regeln der EHEDG (European Hygienic Engineering & Design Group) konsequent auf das Umfeld der hygienischen Produktion und Verpackung ausgelegt. So sind sie in Schutzart IP69K, komplett lackfrei in Edelstahl ausgeführt. Dies soll laut Wittenstein ein Höchstmaß an Korrosionsschutz sowie eine hohe Beständigkeit gegen typische Industrie-Reinigungs- und Desinfektionsmedien sicherstellen. Um Toträume zu vermeiden wurde das Hygiene-Design spaltfrei und geschweißt, d. h. schraubenlos, ausgeführt. Bakterien oder Mikroorganismen können sich so nicht einnisten und damit auch keine Rückstandsnester mit mikrobakteriellen Verunreinigungen hinterlassen.

Die zulässige Oberflächenrauheit liegt bei Rz 8. Dies und die glatten, abgerundeten Kanten sowie die leicht reinigbare Geometrie minimieren die Anhaftungsmöglichkeiten für Produktreste und unterstützen das vollständig rückstandsfreie Ablaufen von Reinigungs- bzw. Desinfektionsmedien nach dem Einwirken und Abspülen.

Produktvariante mit hoher Schutzklasse

Für Anwendungen, die sich nicht im direkten Produktkontakt befinden, sondern bei denen die Robustheit und Dichtigkeit der Antriebe entscheidend ist, verfügt Wittenstein über eine Produktvariante in IP66/67. Diese Servomotoren sind ebenfalls komplett in Edelstahl ausgeführt, jedoch nicht nach hygienischen Richtlinien konstruiert. Aufgrund der hohen Schutzklasse können sie in Bereichen eingesetzt werden, in denen mit Strahlwasser gereinigt wird, das hygienische Design jedoch nicht zwingend erforderlich ist. Sie können zudem mit Planetengetrieben in ein- bis dreistufiger Ausführung kombiniert werden, welche ebenfalls stoffschlüssig verschweißt werden.

Antriebsverstärker ist sauberer Teampartner

Für Hygiene im System sorgen die Antriebsverstärker der Baureihe Simco Drive von Wittenstein Motion Control. Sie passen zur Performance der Motoren und können in der Schutzart IP65 dezentral im Feld montiert werden, d. h. in direkter Nähe zu den Antrieben im Produktions- bzw. Verpackungsumfeld. Dies spart Verkabelungsaufwand im Vergleich zur Schaltschrankmontage und ermöglicht es, die gesamte antriebstechnische Lösung flexibel in die Struktur unterschiedlicher Maschinen zu integrieren.

Die Antriebsverstärker haben eine hochauflösende Stromregelung mit bis zu 16 Bit und eine schnelle Strommessung unter 8 µs. Dies stellt eine genaue Drehmomentregelung und hohe Dynamik im Stromregelkreis sicher. Die Verstärker können sowohl im eigenständigen Positioniermodus als auch per EtherCat-Bus im geschlossenen Regelkreis mit Echtzeit-Führungskommunikation betrieben werden. Für die Feldbusintegration existiert zudem eine Verstärkerausführung für CANopen und Profinet RT/IRT. Mit STO (Safe Torque off) in SIL2 steht zudem die Option integrierter Safety-Funktionen nach IEC 61508 zur Verfügung.

Anlagenbeobachtung dokumentiert Fehler

Bereits bei der Inbetriebnahme, vor allem aber zum Condition Monitoring im laufenden Betrieb sowie für den Servicefall, besitzen die Antriebsverstärker eine grafische Benutzerschnittstelle, die den Bediener intuitiv unterstützt. Dadurch kann die aktuelle Anlagenbeobachtung auf einfache Weise eingerichtet werden Integrations-, Wartungs- und Servicearbeiten lassen sich effizient und zeitsparend durchführen. Wichtige Informationen für das Condition Monitoring und den Service-Support liefert dabei das integrierte Ereignislogging mit Echtzeituhr. Es versieht alle auftretenden Fehler und Ereignisse mit Datum und Uhrzeitstempel, wodurch Ausfälle oder Parameteränderungen einfach nachvollziehbar sind.

Des Weiteren verfügt das System aus Simco Drive und Cyber Dynamic Line über ein elektronisches Typenschild, welches eine automatische Parametrierung des Systems nach dem Einschalten ermöglicht. Dies soll eine sofortige Inbetriebnahme ohne manuelle Parametrierung sicherstellen. Das Ein-Kabel-Konzept zur Verbindung von Verstärker und Motor ermöglicht zudem eine schnelle und kostengünstige Verkabelung. (sh)

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