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Rückverfolgbarkeit: Deckel von Getränkedosen stellen spezielle Anforderungen

„Rückverfolgbarkeit muss sichergestellt sein“

Ralf Buscher vom Unternehmen NSM Magnettechnik GmbH (re.), Bernd Bürger von cab (li.).
Ralf Buscher vom Unternehmen NSM Magnettechnik GmbH (re.), Bernd Bürger von cab (li.). Auf einem Packstück befinden sich bis zu 340 000 Deckel.

Getränkedosendeckel müssen zum einen unbeschädigt beim jeweiligen Abfüllbetrieb ankommen. Und da es sich um eine Verpackung für Lebensmittel handelt, müssen zum anderen aus Gründen der Rückverfolgbarkeit auch noch nach Jahren der Fertigungsprozess sowie die Materialzusammensetzung nachvollziehbar sein. Die Deckel werden in dieser Anwendung in einer maßgeschneiderten Verpackungsanlage in Papiertüten verpackt und mit einem Etikett versehen, auf dem alle notwendigen Angaben stehen. Zwei robuste Standard-Druck- und Etikettiersysteme sorgen im Dauereinsatz für einen reibungslosen Betrieb.

„Diese Verpackungsanlage für Getränkedosendeckel ist bis jetzt einmalig auf der ganzen Welt“, erzählt der Prokurist Ralf Buscher der NSM Magnettechnik GmbH in Olfen. Er ist verantwortlich für den Geschäftsbereich Verpackungsautomation des Unternehmens. „Insgesamt sechs der High-Tech-Anlagen werden demnächst bei einem englischen Deckelhersteller in Betrieb gehen.“ Der Herstellprozess der Getränkedosendeckel ist immer gleich. Sie werden als breites Blech von einem Coil abgewickelt, die Außenkontur gepresst, die Gummiermasse zum Abdichten eingespritzt und abschließend die Aufreißlasche gefertigt und aufgebracht.

Anschließend erfolgt der Verpackungsvorgang. „Die einzelnen Deckel werden zu einem Strang gebildet, der in eine Papiertüte geschoben wird. Sie wird automatisch verklebt, an der Stirnseite etikettiert und anschließend mit der Hilfe eines Roboters auf eine Palette platziert“, erläutert der Prokurist die Vorgehensweise. „Es handelt sich um einen hoch komplexen Vorgang, der zuverlässig funktionieren muss. Lediglich an Ostern und Weihnachten wird die Verpackungsanlage heruntergefahren, ansonsten ist sie Tag und Nacht im Dauereinsatz.“

Integration in Produktionslinien

Jede Papiertüte erhält ein Etikett mit einer zwanzigstelligen Nummer
Jede Papiertüte erhält ein Etikett mit einer zwanzigstelligen Nummer. Damit ist eine lückenlose Rückverfolgbarkeit sichergestellt .

Jede Papiertüte erhält ein Etikett mit einer zwanzigstelligen Nummer, die in zwei Reihen aufgedruckt wird. Anhand dieser Nummer kann der Endkunde im Abfüllbetrieb jederzeit den Fertigungsvorgang und das Ausgangsmaterial sowie den Abpackvorgang lückenlos rückverfolgen. Die Etiketten werden mit einem Druck- und Etikettiersystem der cab Produkttechnik GmbH & Co. KG, Karlsruhe, erstellt. Das Unternehmen entwickelt und fertigt Geräte und Systeme zur Produktkennzeichnung und Produktbeschriftung. Zu den Kennzeichnungssystemen gehören neben Barcode- auch Etikettierdrucker auch Etikettiersysteme sowie Beschriftungslaser. Sie können grundsätzlich in der Industrie, bei Dienstleistungsunternehmen und im Handel eingesetzt werden.

In der Verpackungsanlage beweist das für den anspruchsvollen Industrieeinsatz entwickelte System Hermes+4 seine Leistungsfähigkeit. Es ist speziell für das vollautomatische Drucken und Etikettieren in Fertigungslinien konzipiert worden. Durch seine präzise Etikettenpositionierung und robuste Konstruktion zeichnet es sich für den Dauerbetrieb aus. Das System druckt und etikettiert in jeder Einbaulage und lässt sich so in alle Produktionslinien integrieren. Da die Verpackungsanlage äußerst kompakt und Platz für die Peripherie rar ist, müssen die Drucker in dieser Anwendung beispielsweise um 90° gedreht eingebaut werden.

Die Getränkedeckelverpackungsanlage ist mit zwei Hermes+4-Druck- und Etikettiersystemen ausgestattet. Angesteuert über eine SPS, wird das jeweilige Etikett über ein Signal gespendet und appliziert. Das Layout ist im Drucker hinterlegt. Es werden keine komplexen Datenmengen gehandhabt. Die Programmierung hat von Anfang an völlig problemlos geklappt. Dazu kommt im Stand-Alone-Betrieb im Rahmen der Qualitätssicherung ein äußerst zuverlässiger Etikettendrucker aus der A+-Serie. Ihr Kennzeichen ist die einfache und komfortable Bedienung. Es handelt sich um das besonders schmale Modell A2+, das zum Erstellen manueller Etiketten eingesetzt wird.

Das High-Tech-Druck- und Etikettiersystem ist aus Platzgründen um 90° gedreht in der Verpackungsanlage eingebaut
Das High-Tech-Druck- und Etikettiersystem ist aus Platzgründen um 90° gedreht in der Verpackungsanlage eingebaut
Das Innenleben des Druck- und Etikettiersystems
Das Innenleben des Druck- und Etikettiersystems
 

Handlingsysteme von Metallen

Das Unternehmen NSM Magnettechnik GmbH zählt seit über 50 Jahren zu den international führenden Herstellern von Handlingsystemen von Metallen. Darunter ist die Automatisierung des Materialflusses in den unterschiedlichsten Produktionsanwendungen zu verstehen. Drei Geschäftsbereiche stehen dabei im Mittelpunkt: die Pressen- und Verpackungsautomation sowie der Bereich Fördersysteme, die überwiegend in Eigenfertigung hergestellt werden. Am Standort in Olfen sind rund 200 Mitarbeiter tätig. Der Sondermaschinenbauer gehört zur börsennotierten M.A.X. Automation AG mit Sitz in Düsseldorf.

Der größte Geschäftsbereich ist die Pressenautomation. Hier geht es um die Verkettung der Bereiche Stapeln, Entstapeln und Transportieren von Platinen und Formteilen im Presswerk überwiegend in der Automobilproduktion. In der Verpackungsautomation steht das High-Speed-Handling von Metallverpackungen im Mittelpunkt. Es handelt sich vor allem um Getränkedosen, -deckeln und Verschlüssen. „Für jeden Produktionsschritt liefern wir die passende Anlage - sowohl für die abfüllende als auch die herstellende Industrie. Sie sind in der Regel maßgeschneidert auf die Anforderungen vor Ort ausgelegt“, so Ralf Buscher. Der Geschäftsbereich Fördersysteme deckt überwiegend in Werkzeugmaschinen die Themen Transportieren, Filtern, Separieren und Zuführen ab.

Tagesproduktion von 20 Mio. Deckeln

Diese Verpackungsanlage beweist bei einem englischen Hersteller von Getränkedosen und Getränkedeckeln ihre Leistungsfähigkeit. Hier werden pro Tag um die 20 Mio. Deckel gefertigt, die zu den unterschiedlichsten Abfüllern gehen. Jeder einzelne Strang, der in eine Papiertüte verpackt wird, besteht aus 680 Deckeln. „Diese Zahl gibt die Palette vor“, so Ralf Buscher. Eine Holzpalette ist 1 200 mm lang und 1 000 mm breit, kombiniert mit der Dicke der Deckel ergibt sich die Zahl von 680 Deckel pro Rolle bzw. Strang. Auf einem Packstück befinden sich bis zu 340 000 Deckel. Dabei muss sowohl die Packdichte als auch die Anzahl der Deckel mit +/-1 eingehalten werden.

Drucker für das manuelle Etikettieren. Er wird im Rahmen der Qualitätssicherung eingesetzt
Drucker für das manuelle Etikettieren. Er wird im Rahmen der Qualitätssicherung eingesetzt.

Es handelt sich überwiegend um sog. CDL-Deckel, die rund 20 % leichter als Standarddeckel sind. „Das hat beim Verpacken zwei Nachteile. Zum einen verträgt er wenig Druck. Zum anderen ist er relativ instabil“, erläutert Ralf Buscher. Aber das Anforderungsprofil an die Verpackungsmaschine geht noch weiter. Es müssen auch Standarddeckel verpackt werden. Und als Packstücke kommen noch Einweg-Exportpaletten zum Tragen, die nur halb so groß sind.

Die Verpackungsanlage ist achtspurig aufgebaut. Pro Spur laufen pro Minute 750 Deckel, insgesamt also 6 000 Deckel, in die Maschine ein. Sie werden mit der Hilfe eines Zählrades gezählt. Ist die Stückzahl von 680 erreicht, wird aus einem Magazin eine Papiertüte entnommen, geöffnet, über den Strang geschoben und per Heißkleber verschlossen. Sie fällt auf ein Transfersystem, das quer durch die Maschine läuft. „Wir wissen genau, welcher Strang auf welcher Spur liegt“, so Ralf Buscher. Diese Information geht an den Etikettierer, der in diesem Moment das Etikett druckt und vollautomatisch an die Stirnseite der Rolle appliziert.“ Innerhalb von sechs Sekunden muss der komplette Verpackungsvorgang eines Stranges einschließlich der Palettierung abgeschlossen sein. „Wir garantieren unserem Kunden übrigens eine Anlageneffektivität von 98 %.“

Etikettenkleber für Reifen

Die Entscheidung für den Etikettendruck ist schnell gefallen. Eine Inkjet-Beschriftung kam nicht in Frage, da vor dem eigentlichen Verpackungsvorgang die Tüte bedruckt werden müsste. Somit besteht die Gefahr, dass die Deckel durch die durchdringende Farbe verschmutzt werden könnten. Laserdruck lässt sich aufgrund der fehlenden Kontraste auf der Papiertüte ebenfalls nicht realisieren, so dass der Weg fürs Etikett frei war. Drei Anforderungen haben dabei im Mittelpunkt gestanden. „Das Etikett muss auf der beschichteten Papiertüte halten. Da es auf der Stirnseite der Rolle aufgebracht wird, muss es entsprechend klein sein. Beim Etikettendruck darf es keinen Vorlauf geben, sondern Druck und Aufbringen müssen gleichzeitig erfolgen“, fasst Ralf Buscher zusammen.

Da normale Kleber nicht auf der beschichteten Papiertüte halten, kommt in der Anlage ein Kleber zum Einsatz, der sich in der Reifenbranche bewährt und mit entsprechender Klebkraft versehen ist. Dazu kommt das passende Trägermaterial, von dem sich das Etikett gut applizieren bzw. spenden lässt. Weder die Größe des Etiketts noch die Geschwindigkeit der Anlage stellen besondere Anforderungen an das Hermes-Drucksystem. „Es schafft es völlig problemlos bei Bedarf in einer bzw. zwei Sekunden ein Etikett zu drucken“, verdeutlicht Bernd Bürger, der cab-Gebietsleiter Etikettendrucksysteme die technischen Möglichkeiten. „Eingebunden in den Verpackungsprozess, stellt die Echtzeit-Etikettierung keine Herausforderung an die Drucker. Und mit sechs Sekunden ist das Zeitpolster mehr als ausreichend.“

Der Stempel ist über der Spendekante positioniert, das Etikett wird vom Träger direkt auf die Stempelplatte übernommen. Mit der Präzisionsführung werden die Etiketten in dieser Anwendung sehr genau auf das Produkt aufgesetzt. Sie können auch angeblasen werden. Lediglich der Stempel des Druckers musste an die Anforderungen vor Ort angepasst werden. Es galt, eine gewisse Einbautiefe zu überbrücken, da die Stirnseite der Tüte auf ihrer jeweiligen Führungsschiene nicht direkt vor den Stempel platziert werden konnte. Sie blieb ca. 10 cm davor stehen. Mit einem Stempel aus dem Standardprogramm, der einfach in die Führungsschiene hereinfährt, ist diese Aufgabenstellung schnell gelöst worden.

Echtzeitetikettierung der einzelnen Stränge. Darin sind jeweils 680 Getränkedosendeckel enthalten
Echtzeitetikettierung der einzelnen Stränge. Darin sind jeweils 680 Getränkedosendeckel enthalten.
 
Ein Druckstempel aus dem Standardprogramm ist auf die konkreten Anforderungen vor Ort angepasst worden.
Ein Druckstempel aus dem Standardprogramm ist auf die konkreten Anforderungen vor Ort angepasst worden. Er überwindet eine Einbautiefe von wenigen Zentimetern.

Manueller Druck

Pro Schicht und pro Spur muss ein Strang an die Qualitätskontrolle abgegeben werden. Über einen Anforderungsknopf legt der Roboter willkürlich einen Strang in einen separaten Bereich ab. Um die Rückverfolgbarkeit beizubehalten, druckt der Bediener sich nach dem Prüfvorgang manuell auf dem Stand-Alone-Drucker ein Etikett mit den vorhandenen Daten aus und klebt es auf. Über eine entsprechende Eingabemöglichkeit nimmt der Roboter den Strang wieder auf und legt ihn auf der Palette ab.

Ist ein Strang nicht in Ordnung, weil beispielsweise der erste Deckel sich beim Verpacken gedreht hat, werden alle Deckel der Anlage wieder zugeführt, neu verpackt und mit einem Etikett mit allen relevanten Daten versehen. „Das Thema Rückverfolgbarkeit wird weltweit weiter zunehmen“, ist sich Ralf Buscher sicher. „Mit der Hilfe der robusten Druck- und Etikettiertechnik sind wir jedenfalls schon heute auf der sicheren Seite.“

 

Eingesetzte Produkte:

Autorin: Michaela Heider-Peschel, freie Journalistin, Gau-Algesheim

Mai 2012

cab Produkttechnik GmbH & Co. KG

Wilhelm-Schickard-Str. 14
76131 Karlsruhe

+49 721 6626-444
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