Branchenerwartungen übertroffen
Neue KHS Corpoplast Streckblasmaschinen-Generation InnoPET Blomax Serie IV setzt die Maßstäbe
Kundenanforderungen Nachhaltigkeit und Senkung von Gesamtbetriebskosten im Vordergrund
Frank Haesendonckx*
Mit der InnoPET Blomax Serie IV präsentiert KHS Corpoplast eine neue Streckblasmaschinen-Generation, die weit mehr ist als eine der üblichen Neuentwicklungen. Bei der Generation InnoPET Blomax Serie IV wurde quer gedacht und alles Vorhandene gezielt hinterfragt. Es war das viel zitierte „weiße Blatt“, allerdings versehen mit einer Überschrift: Im Fokus steht der Kundennutzen. Die Basis für sämtliche Entwicklungsaktivitäten bildete eine weltweite KHS-Kundenanalyse zur Thematik „Was muss eine optimale Streckblasmaschine bieten“? Vor allem größere Getränkeunternehmen wünschten Streckblasmaschinen, die Leistungen über 60.000 PET-Flaschen/h realisieren. Für sämtliche Arten von Getränkebetrieben – so ergab es sich aus der Umfrage – von höchster Priorität: die Herstellung von Premium PET-Flaschenqualitäten bei Realisierung eines Energie sparenden Produktionsprozesses, dem minimalen Materialeinsatz sowie der optimalen Anlagenausnutzung. Ermittelt wurden diese Ergebnisse nach der Qualitätssicherungs-Methode Quality Function Deployment (QFD). Generelles Ziel dieses Verfahrens ist die Konzeption, die Erstellung und der Verkauf von Produkten und Dienstleistungen, die der Kunde wirklich wünscht. Fazit der KHS Corpoplast-Entwicklungsaktivitäten: Die neue Streckblasmaschinen-Generation InnoPET Blomax Serie IV toppt Ergebnisse der bislang im Markt befindlichen, auf mehr als 30jährigem Know-how aufbauenden KHS Corpoplast-Streckblastechnik nochmals um einiges und erfüllt Marktforderungen zu Nachhaltigkeit und reduzierten Gesamtbetriebskosten auf höchstem Niveau. Interessant dabei: Zahlreiche Branchenkenner hielten ein derartiges „Toppen“ für nicht realisierbar, erzielt doch bereits die Vorgängergeneration InnoPET Blomax Serie III den geringsten Energieverbrauch je streckgeblasenem Behälter unter den innerhalb der Getränkebranche eingesetzten Streckblasmaschinen. Dazu kommt: InnoPET Blomax-Streckblasmaschinen stehen schon seit vielen Jahren für die hochpräzise Produktion von Light Weight-PET-Flaschen, beste Prozess-Stabilität sowie herausragende Verfügbarkeit.
* Produktmanager InnoPET Blomax Streckblasmaschinen, KHS Corpoplast
GmbH & Co. KG, Hamburg
Viel Entwicklungsarbeit für neue Benchmarks
Dass eine neue Streckblasmaschinen-Generation, die noch besser sein soll als die derzeit mit der Serie III angebotene, nicht von heute auf morgen entstehen kann, ist verständlich. So starteten KHS Corpoplast-Kundenbefragungen bereits in 2005. 2007 ging der erste Prototyp, eine mit 10 Kavitäten ausgestattete Streckblasmaschine InnoPET Blomax S 10, in den Praxisbetrieb. 2008 folgte die Inbetriebnahme einer mit 36 Kavitäten bestückten InnoPET Blomax S 36. Beide Streckblassysteme erfuhren eine zügige Abnahme und brachten die erwarteten Vorteile in einer Art und Weise, die derart gut ankam, dass von einem der „Testbetriebe“ bereits die Order für weitere InnoPET Blomax Serie IV-Streckblastechnik erteilt wurde. Ein Beleg dafür, dass es sich bei der neuen InnoPET Blomax Serie IV um eine „auf Herz und Nieren“ geprüfte neue Streckblasmaschinen-Generation handelt, die aus dem Stand überzeugt.
Leistung bis zu 72.000 PET-Flaschen/h
Die InnoPET Blomax Serie IV hat eine Ausstoßleistung von bis zu 72.000 PET-Flaschen/h. Im Vergleich mit der bislang im Markt befindlichen InnoPET Blomax Serie III, deren Leistung bei maximal 43.200 PET-Flaschen/h liegt, ist das eine signifikante Steigerung. Lieferbar ist die InnoPET Blomax Serie IV als strikt modular gestaltete Baureihe von 4 bis 36 Blasstationen (bislang war eine maximale Belegung mit 24 Blasstationen machbar), von denen jede einzelne bis zu 2.200 PET-Flaschen/h ausbringt (bislang 1.800 PET-Flaschen/h pro Blasstation). Standardmäßig stellt die InnoPET Blomax Serie IV Flaschenvolumen von 0,2- bis 2,0-Liter her. Eine Produktion von Sondergrößen ist möglich.
Schlüsselanforderungen wie minimierter Energieaufwand, Prozess-Stabilität sowie Verfügbarkeit standen bei der Entwicklung sämtlicher technischer Innovationen innerhalb der InnoPET Blomax Serie IV im Mittelpunkt. Fokus und Ziel der Entwicklung waren geringste Kosten pro hergestellter Flasche (Total Cost of Ownership). Alle in die Serie IV eingearbeiteten technischen Neuentwicklungen unterstützen dieses Ziel.
Neues Heizmodul mit 50 Prozent weniger Platzbedarf realisiert satte Energieeinsparung So beispielsweise der neue Ofen. Für diesen wurde eine Heiztechnologie entwickelt, die es erlaubt, die Aufheizzeit der Preforms gegenüber der bisherigen Lösung in etwa zu halbieren. Was gleichzeitig bedeutet, dass das Heizmodul nur die Hälfte des ehemals hierfür vorgesehenen Platzes beansprucht. Neben dem Vorteil des geringeren Platzbedarfs bringt das verkürzte Heizelement ein weiteres Plus mit: Im Falle eines Notstopps müssen im Vergleich zur bisherigen Lösung gerade einmal die Hälfte an Preforms ausgeworfen werden. Statt einer Aufheizung von Preforms mittels klassischer Infrarot-Strahlung geschieht deren Erhitzung im neuen Heizmodul nun per „Near Infra Red“ (NIR). Hier kommt ausschließlich kurzwellige Infrarot-Strahlung zum Einsatz. Das hat eine wesentlich höhere Energiedichte zur Folge. Mt der kurzwelligen Strahlung findet eine äußerst intensive Durchdringung der Preformwand statt – nochmals verstärkt durch die Führung der Preforms innerhalb einer geschlossenen, rundum reflektierenden Ofenkammer. Dazu kommt: Durch den sehr geringen Dornabstand (kleinster Pitch) von nur 37,7 Millimetern ist die Gesamtwärmedurchdringung aller Preforms im Ofen äußerst effizient. Nebeneffekt der kurzwelligen Infrarot-Strahlung: Es entsteht kaum Oberflächenwärme. Das wiederum hat zur Folge, dass eine kontrollierte Abkühlung mittels Luftströmung/Absaugung genügt und die ehemals erforderliche Wasserkühlung entfällt. Insgesamt gesehen liegt die Energieeinsparung, die hier gegenüber traditioneller Heiztechnik erzielt wird, bei bis zu 40 Prozent. Deutlich verringerte Aufheizphase Noch einen weiteren Vorteil bringt das innovative Heizkonzept mit sich: Durch die Energiedichte, den kleinen Pitch und den damit verbundenen schnellen Aufheizprozess der Preforms ist eine kurze Anfahrtzeit der neuen Serie IV Maschinen gegeben. Statt bisher etwa zwei Minuten liegt der Zeitbedarf für das Anfahren nun bei etwa 15 Sekunden. Äußerst kompakt gestaltete BlasstationPlatz sparend gestaltet ist bei der neuen Streckblasmaschinen-Generation InnoPET Blomax Serie IV auch die Anordnung der völlig neu konzipierten Blasstationen auf dem Blasrad, die zudem kompatibel für Formen aus der Serie III sind. Die Blasstationen in der Serie IV sind versetzt zueinander und folglich äußerst kompakt positioniert. Möglich wird diese kompakte Positionierung, weil von jeder Blasstation nurmehr eine Formenhälfte geöffnet wird, die andere ist starr. Die Öffnung stellt sich gegenüber der Maschinenachse jeweils leicht versetzt zum Zentralachspunkt dar. Das Öffnen und Schließen der neu entwickelten Blasstationen übernimmt ein Kniehebelmechanismus. Ein Verriegeln des Formenträgers findet nicht mehr statt. Das Resultat: weniger mechanische Anfälligkeit, längere Prozesszeit, höhere spezifische Leistung. 2.200 PET-Flaschen stündlich pro Blasstation Auf Grund dieser technischen Innovationen ist es möglich, dass bei der neuen Streckblasmaschinen-Generation InnoPET Blomax Serie IV die Produktion von 2.200 PET-Flaschen statt bislang üblichen 1.800 PET-Flaschen pro Blasstation machbar ist. Dazu kommt: Auf einem Blasrad gleichen Durchmessers lassen sich nun mehr der neu konzipierten als herkömmliche Blasstationen aufbringen. Verringerter Blasrad-Durchmesser Betrachtet man beispielsweise eine InnoPET Blomax S mit 24 Blasstationen, so hat deren Blasrad einen Durchmesser von 2.800 Millimetern. Was gegenüber einem Durchmesser von 3.200 Millimeter für ebenfalls 24 Stationen bei der Vorgängergeneration eine erhebliche Platzreduzierung bedeutet. Selbst für die größte InnoPET Blomax Serie IV mit einer Anzahl von 36 Blasstationen ist ein Blasrad-Durchmesser von nur 3.600 Millimetern nötig. Statt passivem jetzt der aktive Dorn Eine weitere entscheidende Neuheit, die für die neue Streckblasmaschinen-Generation InnoPET Blomax Serie IV entwickelt wurde, ist die des Preform-Handlings. In der Serie III wurden die Preforms auf Metalldornen durch den gesamten Heiz- und Streckblasprozess geführt. Ohne Frage eine sehr sichere und schonende Methode. Der Nachteil bestand in komplexen Übergabeeinrichtungen. Zudem war eine deutliche Erhöhung der Ausbringungsleistung mit diesem Dornsystem nicht zu realisieren. Es galt also, diese Nachteile zu kompensieren, ohne auf das seit Jahrzehnten erfolgreiche, sichere Dornprinzip zu verzichten. Das Ergebnis: Statt eines passiven kommt nun ein aktiver Dorn zum Einsatz. Weiter verbessert wurden die schonende Preformbehandlung, die sichere Führung und folglich eine hohe Prozessstabilität. Nach der Beladung und Vereinzelung der Preforms durch ein Sternenrad übernimmt der neue aktive Dorn den Preform, indem er zunächst von oben berührungslos in diesen eintaucht. Die feste Führung wird dann durch eine zweite Bewegung innerhalb des Dornkörpers erreicht, indem sich kleine Kügelchen von innen gegen die Preformmündung drücken und den Dorn nun absolut sicher für den Weitertransport arretieren. Nach Durchfahren des Ofens gibt der Dorn den Preform frei, Greifer übernehmen den Vorformling, um ihn direkt der Blasstation zuzuführen. Die Entwicklung des beschriebenen aktiven Dorn-Kreislaufs macht aufwendige Übergabeeinrichtungen überflüssig. Einmal mehr bedeutet das Einsparung von Platz, gleichzeitig aber auch den einfacheren Aufbau sowie die schnellere Einstellung und Wartung der Maschine. Per Servomotor gesteuerter Reckvorgang für höchste Genauigkeit Innerhalb der Blasstation findet der Streckblasprozess statt. Das Recken übernimmt – wie bisher auch – eine Reckstange. Allerdings mit dem entscheidenden Unterschied, dass statt eines mechanischen kurvengesteuerten Reckvorgangs wie in Serie III der Reckvorgang von einem Servomotor gesteuert wird. Die Präzision des Reckvorgangs aus der Serie III konnte mit dieser Neuentwicklung weiter verbessert werden. Weiterer Vorteil des Reckvorgangs mittels Servomotor: Wird die Geschwindigkeit der Blasmaschine reduziert, kann die Reckbewegung trotz langsamerer Maschinendrehung immer noch mit der identischen Geschwindigkeit stattfinden wie bei hoher Maschinendrehzahl. Das spricht für die nochmals erhöhte Prozess-Stabilität und damit verbunden für eine zusätzliche Reduzierung der „Scrap Rate“. Neueinstellung am Bildschirm Ein zusätzlicher Pluspunkt, der mit dem Einsatz von Servotechnik beim Reckvorgang direkt zusammenhängt: Ist die Umstellung auf die Produktion einer neuen Flaschenvariante vorgesehen, muss kein Tausch und auch keine mechanische Justierung des Reckstempels mehr stattfinden. Es genügt, mittels Bildschirm neue Einstellungen an das System zu kommunizieren. Das verringert die Zeit für die Umrüstung der Maschine erheblich. Weitere Aspekte, die für verbesserte Umrüstzeiten sprechen: Für Preforms mit gleicher Mündung werden keine produktabhängigen Teile benötigt und der Formentausch in den Blasstationen gelingt durch deren Neukonzeption und das Speed-Loc Schnellwechselsystem deutlich schneller. Alle diese Maßnahmen resultieren in einer deutlichen Zeitreduzierung bei der Umrüstung und bieten damit eine erhöhte Verfügbarkeit der neuen Streckblasmaschinen-Generation InnoPET Blomax Serie IV. Umrüstzeit um die Hälfte reduziert Beispielsweise ist für die mit 20 Blasstationen ausgestattete InnoPET Blomax Serie IV eine Umrüstzeit von etwa 45 Minuten zu kalkulieren, während bei der Vorgängergeneration mit einer identischen Anzahl an Blasstationen etwa 90 Minuten anzusetzen waren. Das ergibt für die InnoPET Blomax S 20 eine Mehrproduktion von etwa 33.000 PET-Flaschen pro Umbau, die allein durch reduzierte Umrüstzeiten zustande kommt. Behilflich dabei, wesentlich kürzere Umrüstzeiten einzuhalten, ist unter anderem auch eine gegenüber der Vorgängergeneration verbesserte Zugänglichkeit der Maschine. Diese konnte unter anderem realisiert werden, weil Luftzuführung und Kühlungsfunktion oberhalb des Blasrades zentralisiert sind und Reckkurven bei dem neu entwickelten Servomotor-gesteuerten Reckverfahren entfallen. Die Einhausung des Blasrades lässt sich nun durch zwei einander gegenüberliegende große Türen öffnen. Eine direkte Zugänglichkeit zu 50 Prozent der Blasstationen ist so gegeben. Sobald der Formenwechsel hier vollzogen ist, genügt eine 90 Grad-Drehung und bei den weiteren Blasstationen kann der Formenwechsel stattfinden. Bei der neuen Streckblasmaschinen-Generation ebenso wie bei der Vorgänger-Generation im Einsatz: das KHS Corpoplast Speed-Loc-System mit seinen Schnellwechselkomponenten für Formenhälften und Bodenform.
Bestwerte im Druckluft-Verbrauch nochmals verbessert
Bereits mit der Vorgängergeneration Serie III steht KHS Corpoplast innerhalb der Branche an führender Position was den Verbrauch an Druckluft angeht. Mit der neuen InnoPET Blomax Serie IV wird der hervorragende Wert unter anderem durch die gezielte Umgestaltung des Ventilblocks nochmals verbessert. Abhängig vom Flaschenvolumen ist eine fünf bis 15prozentige Einsparung von Druckluft gegeben. Das Totraum-Volumen (Volumen an Luft, das auf Hochdruck gebracht wird, aber nicht dazu verhilft, die PET-Flasche zu formen) reduziert sich gleichzeitig um 25 bis 30 Prozent. Wesentlich vereinfachte Wartung
Bei der Entwicklung der neuen Streckblasmaschinen-Generation InnoPET Blomax S wurde auch darauf geachtet, Wartungsvorgänge nochmals zu vereinfachen. Durch die halbseitige Öffnung der Blasformen und die Realisierung des „Kniehebel-Prinzips“ für ein Öffnen und Verschließen der Blasstationen sind Verschleißteile minimiert. Für die Zentralachse der InnoPET Blomax S ist eine Lebensdauer-Schmierung gewährleistet. Der im Bereich des Blasrades über einen Servomotor angetriebene Reckschlitten verfügt über eine automatische Schmierung für eine wartungsfreie Periode von 6.000 Betriebsstunden. Da Übergaben für Dorne entfallen, entfällt auch eine aufwendige Justierung für jedes unterschiedliche Produkt.
Vorteile über Vorteile – auch für die Blockung mit KHS-Füllsystemen Streckblasmaschinen der neuen Generation InnoPET Blomax Serie IV lassen sich genau wie bei der Serie III völlig unkompliziert mit KHS-Füllsystemen blocken. Bedingt durch die zahlreichen aufgeführten Vorteile der neuen Streckblasmaschinen-Generation ergeben sich für die geblockte Version ebenfalls jede Menge Vorteile in Hinblick auf zum Beispiel die kürzere Anfahrzeit, 50% weniger Preformausschuß bei Wiederanfahren aus Not-Stopp und von der Füllerleistung unabhängiges Recken für weiter verbesserte Produktqulität. Weltweit Zeichen gesetzt Insgesamt gesehen überrascht KHS Corpoplast die Getränkebranche weltweit mit der neuen Streckblasmaschinen-Generation vor allem deshalb, weil selbst Experten es kaum für möglich gehalten haben, die bereits erreichten hervorragenden Werte der Serie III signifikant zu verbessern. Äußerungen wie „Es ist unglaublich, dass selbst ausgereifte Maschinentechnologie nochmalige Verbesserungspotenziale von 25 Prozent und mehr erfahren kann“, verdeutlichen dies. Wie bedeutend der mit der neuen Streckblasmaschinen-Generation verbundene Vorteil innerhalb der Getränkebranche gesehen wird, demonstrieren zudem Kunden, die davon sprechen, dass mit der neuen Streckblasmaschinen-Generation im Grunde genommen gleich mehrere Streckblasmaschinen-Generationen übersprungen wurden. Alles in allem: Die Getränkebranche zeigt sich begeistert und sie hat Grund dazu. Weil mit der InnoPET Blomax S sämtliche per QFD erarbeiteten Kundenanforderungen an modernste Streckblastechnik nicht nur erfüllt, sondern übererfüllt wurden. Und noch besser als viel besser geht’s wirklich nicht.
