Wer heute einen Staubsauger oder ein anderes größeres Gerät kauft, nimmt das neu erworbene Gerät fast immer im Wellpappe Karton mit nach Hause. Was vor wenigen Jahren noch graue Zweckverpackung war, ist in den letzten Jahren zur dekorativen und informativen und dabei immer noch schützenden Verpackung geworden.

Maschinen, auf denen diese Wellpappe-Kartons hergestellt werden, haben sich aus diesem Grund gleichzeitig zu vollautomatischen Alleskönnern entwickelt. Auf gut 45 Meter langen Maschinen wird "Inline" bedruckt, geschlitzt, gefaltet und seitlich verschlossen, meist geklebt, gebündelt und aufgestapelt. Die Aggregate müssen dabei ohne Eingriff von außen funktionieren: Möglichst wenig Bedienerschritte, geringe Wartung und geringer Stillstand sind gefragt.

Gleichzeitig sind die Anforderungen an die fertigen Faltkisten gestiegen, die erlaubten Toleranzen kleiner geworden. Grund dafür ist, dass auch bei den Kunden der Kisten-Hersteller die Automatisierung voranschreitet. Vollautomatisch werden die flach liegenden Wellpappe-Kartons von der Palette genommen, aufgerichtet und mit den eingangs erwähnten Staubsaugern und deren Zubehörteilen bestückt - sogenannte Setzpacker. Im Unterschied zum Verpacken per Hand werden zwangsläufig die Toleranzen enger, die Geschwindigkeiten höher und der Anspruch an Herstellung, nämlich Stanzen, Falten und Kleben größer. Wo Handarbeit entfällt, können fehlerhafte Wellpappe-Kartons nicht akzeptiert werden. Eine Inline Einzelstück-Qualitätskontrolle bei der Fertigung wir immer öfter gefordert.

Die Krefelder hhs-Leimauftrags-Systeme GmbH versteht sich als Innovationsführer im industriellen Kleben. Überall, wo ein gezielter Klebstoffauftrag besser geeignet ist als großflächiges Bestreichen mit Leim, stattet hhs Maschinen mit Klebstoff-Ventilen und Elektronik aus. Die Krefelder haben die Anlagen ihrer Kunden in der Vergangenheit vor allem in Faltschachteln und Falzmaschinen eingesetzt. Im Pharmabereich beispielsweise ist die Automatisierung schon früher vollzogen worden. hhs hat vom punktgenauen wartungsarmen Ventil bis zur Überwachung der Beleimung alles im Angebot.

Die Firma Hans-Kolb Wellpappe GmbH & Co. KG aus Memmingen ist vor etwa einem Jahr auf hhs zugekommen, weil sie in einem anderen Werk schon mehrere Jahre im Bereich Faltschachtel-Klebemaschinen (FKM) sehr gute Erfahrungen mit kontaktlosem Leimauftrag der Firma hhs gesammelt hatte. Nach Reklamationen bei Automatenkartons entstand die Idee, die kontaktlose hhs-Beleimung aus dem FKM-Bereich auch für den Wellpappen Inline-Bereich anzupassen. Der Vorgänger-Anlage mangelte es einerseits an Genauigkeit und Zuverlässigkeit beim Leimauftrag. Andererseits verschlang die Bedienung, Einstellung und Wartung der kontaktbehafteten elektropneumatischen Ventile kostbare Maschinenzeit. Deshalb vereinbarte man, eine "Martin Midline 924"-Maschine zunächst zusätzlich mit einer Neuentwicklung aus dem Hause hhs auszustatten und diese Schritt für Schritt an die Besonderheiten von Wellpappen Inline-Maschinen bezüglich Bedienung, Softwareoberflächen, Einlaufführungen, Beleimung, Leimüberwachung und Schnittstellen zur Maschine anzupassen. Aus der ursprünglichen Idee, mit einer hhs-Anlage nur den Leimauftrag zu überwachen und fehlerhafte Wellpappe-Kartons auszuschleusen wurde so ein komplettes, zuverlässiges und praxiserprobtes Leimauftragssystem mit integrierter verlässlicher Leimspur-Überwachung, das von den Maschinenbedienern wegen der einfachen und logischen Bedienung akzeptiert wird. Nun reicht es für die meisten Kisten reicht, bei Produktwechsel 2 Werte in die Leimsteuerung einzugeben. Da das hhs-System und der Vorgänger gleichzeitig in der Maschine eingebaut waren, konnte immer wieder umgeschaltet und ein direkter Vergleich gemacht werden. Statt bisher 3 oder 4 Leimspuren werden nur noch 2 Leimspuren aufgetragen. Dabei wird am Martin-Inliner mit der hhs-Anlage der gleiche FKM-Leim eingesetzt mit denen man schon im anderen Werk gute Erfahrungen bei allen Deckpapieren hatte. Nach den ersten Monaten fällt die Bilanz bei Kolb sehr positiv aus, so dass neue Maschinen nun von vornherein mit Leimauftragsventilen, Kolbenpumpen und Steuerungen aus Krefeld ausgestattet werden. Helmut Renz, der die Betriebstechnik und Instandhaltung bei Hans-Kolb Wellpappe GmbH & Co. KG leitet und diese Umstellung anregte, freut sich über die Zuverlässigkeit und den geringen Wartungs-Aufwand: "Anfangs waren viele skeptisch, aber der Aufwand hat sich gelohnt. Exakter Leimauftrag, eine sehr zuverlässige Leimspurüberwachung und höhere Produktionsgeschwindigkeiten, gerade auch bei schwierigen Verpackungen, durch den kontaktlosen Leimauftrag sind überzeugend." sagt Renz.

Faltkartons haben auf einer Seite eine Klebelasche, die nach dem Falten innen im Wellpappen-Karton verschwindet (Innenklebung). In diesen Fällen wird der Klebstoff auf die Lasche aufgetragen, vorausgesetzt die Maschine faltet den Karton nach unten. Manche Kunden fordern jedoch Kartons mit der Lasche außen: Dann wird der Klebstoff nicht auf die Lasche, sondern auf die Oberseite der Wellkiste aufgetragen (Außenklebung). Obwohl 95 Prozent aller Kartons mit Innenlasche geklebt werden, hat Kolb die Maschine so ausgerüstet, dass auch eine Außenklebung ohne großartige Umrüstung zu beleimen ist. Zuschnittführungen und Ventile sind auf beiden Seiten montiert. In Gebrauch ist jeweils nur eine Seite. Ledigleich die Multispur-Kamera MLT-40, die den Klebstoffauftrag überwacht und der elektronischen Steuerung fehlerhafte Produkte zum Aussortieren meldet, montieren die Maschinen-Bediener bei Auftragswechsel innerhalb weniger Sekunden auf die andere Seite. Den zweiten Kamera Eingang an der hhs-Steuerung will Kolb zukünftig für eine weitere Überwachungsfunktion nutzen, Vermessung von Gap und Fishtailing in der Faltstation.

Neben der täglichen Reinigung, die bei der Verarbeitung von Wellpappe ohnehin regelmäßig notwendig ist, fällt jetzt nur noch die monatliche Filterreinigung in der Leimpumpe an. An Wochenenden, in Produktionspausen oder bei Rüstvorgängen die länger als 20 Minuten dauern, werden wassergefüllte Silikonhülsen auf die Leimdüsen gesteckt. Düsenreinigung bei Wiederanlauf der Maschine ist damit nicht nötig.

Bei Einsatz der komfortabelsten hhs-Lösung, mit pneumatisch betätigtem Bad, entfällt selbst dieser Aufwand. In jeder Pause parken die Ventildüsen in einem kleinen Wasserbad und können nicht eintrocknen. Mit dieser Version arbeitet seit wenigen Wochen das Wellpappenwerk Lamersdorf zwischen Köln und Aachen. Als die Mitarbeiter unbeschwert Rosenmontag feierten und die Maschinen somit still standen, statteten Werkstattmeister Josef Kaumanns und die hhs-Servicetechniker eine "Martin 718 Mini-Line"-Maschine mit pneumatisch verfahrbarer Beleimung sowie Überwachung und Markiersystem aus. Der Meister der Produktion Dirk Pütz freut sich, "das ist echt Klasse mit dem Wasserbad. Alle 2 Tage sehen die Jungs mal nach dem Wasserstand." Darauf beschränkt sich die Wartung der Beleimung nun, während früher zu Feierabend die Düsen gegen Blindstopfen ausgetauscht werden mussten. Durch Einsatz des Wasserbades, gezielte Ventilkonstruktion und Klebstoffdruck von rund 35 bar verstopfen die drei Düsen nicht mehr.

Die Entscheider vom Wellpappenwerk Lamersdorf setzten mit hhs bewusst auf einen Experten aus der Umgebung. Beim Maschinenhersteller holten sie sich zudem eine ausdrückliche Empfehlung für hhs Leimauftrags-Systeme ein. Das optionale System der Leimüberwachung, das für jede Spur einzeln den Kontrast und nicht wie früher die Feuchte misst, gab am Ende den Ausschlag für die hhs-Anlage. Die Hoffnung auf weniger Wartungsaufwand und geringeren Ausschuss hat sich in Lamersdorf auf Anhieb bestätigt.

Es ist ein grundsätzlicher Ansatz, ob man fehlerhafte Produkte auswirft oder sie von vornherein vermeidet. Vor allem ein betriebswirtschaftlicher Ansatz. Der worst case, dass ein Kunde die ganze Ladung Wellpappe-Kartons zurückgehen lässt, muss von vornherein ausgeschlossen werden. "Bei Automatenkartons wird direkt reklamiert. Da zögern die nicht," weiß Peter Nathaus, Juniorchef des Wellpappenwerks Lamersdorf. Also kann man die Wellkisten vor der Auslieferung inspizieren und schlechte aussortieren. Noch günstiger ist es allerdings, sie gar nicht erst zu produzieren. Hier setzen die Leimauftragsventile von hhs an. Durch ihren kontaktlosen Auftrag von oben erlauben die hhs-Ventile nicht nur sicheres Kleben, sondern auch eine schnellere Produktion. Der Klebstoff wird nur dort aufgetragen, wo er gebraucht wird. Nicht mehr - und auf keinen Fall weniger. Eine Leimüberwachung ist nicht zwingend erforderlich, wird aber von den meisten Kunden trotzdem verlangt.

Mit dem kontaktlosen hhs-Düsenauftragsystem hat jede Klebelasche im Einlauf der Zuschnittführung nach oben und unten ca. einen Zentimeter Luft. Sie verklemmt und verkantet auch bei sehr hohen Geschwindigkeiten nicht. Die Ski-förmigen Bleche leiten den Zuschnitt zu den Leimdüsen, ohne ihn zu behindern: Da die Düsen den Klebstoff ohnehin aus ca 8mm Abstand auftragen, kann sich der Zuschnitt um dieses Spaltmaß zwischen den Leitblechen frei bewegen, ohne dadurch die Beleimung zu beeinträchtigen, und gerade durch die Faltstation laufen.

Bei kontaktbehafteten Leimauftragsystemen besteht die Gefahr, dass die Oberflächen beschädigt werden, der Zuschnitt im Einlauf verkantet und dann schräg beleimt und gefaltet wird.

Der Aufbau einer Kaltleim-Anlage Abgesehen von den spezifischen Funktionen dieser Maschine, arbeiten Kaltleimanlagen nach einem weitgehend einheitlichen Prinzip. Sie setzen sich zusammen aus einer Klebstoff-Fördereinheit (KFE), die den Leim aus einem Behälter unter Druck zu Auftrags-Ventilen transportiert. Ein programmierbares Steuergerät bestimmt, wann das Ventil öffnet.

Die punktgenaue hhs-Düsen-Beleimung ist in alle Typen von Inlinern einbaubar und auch für eine Nachrüstung geeignet. Das unabhängige Kaltleim-System besteht aus Klebstoff-Förderung, Auftrags-Ventilen, elektronischer Steuerung sowie Zubehörteilen wie Sensor, Encoder, Düsenreinigung und allen nötigen Verbindungselementen. Papierführung, Düsen, Sensor und Reinigung sind auf Wunsch auf beiden Seiten des Kartons spiegelverkehrt montiert. Je nach Art des Kartons und Faltprinzip der Maschine wird die Beleimungsstation auf der Bedien- oder Antriebsseite montiert.

Arbeitsweise Stillstehende Ventile tragen auf den vorbeieilenden Zuschnitt vorprogrammierte Klebstoffmuster auf. Mitgelieferte Sensoren und Encoder erkennen Bewegungen des Zuschnitts. Sobald ein Zuschnitt die geeignete Stelle erreicht, öffnet das Steuergerät in sehr kurzer Zeitfolge die Klebstoff-Auftrags-Ventile. So entsteht in Serienproduktion auf jedem Produkt ein immer gleiches Klebstoffmuster. Steuerung und Maschine können untereinander Daten austauschen. Damit übernimmt die Leimsteuerung ohne weiteren Bedienschritt die Einstellungen von der übergeordneten Maschinensteuerung. Im Fehlerfall kann die Leimsteuerung die Maschine stoppen.

Ein erstes Beispiel Sie wollen einen Karton auf der Lasche beleimen. Der Zuschnitt ist bereits fertig. Transportieren Sie den Zuschnitt in Richtung des erwünschten Leimverlaufs. Stellen Sie sicher, dass Sie alle Zuschnitte in gleicher Lage transportieren. Der Abstand der Zuschnitte zueinander spielt für die Beleimung keine Rolle. Positionieren Sie den Stapel so, dass alle Produkte zwischen die Führungen laufen. Die Sensoren erfassen den einlaufenden Zuschnitt. Die Ventile treffen die zu klebende Lasche. Der mitgelieferte Encoder nimmt die Geschwindigkeit des Zuschnitts auf.

Messen Sie den Abstand von der Vorderkante bis zum gewünschten Beginn der Leimraupe. Tragen Sie dieses Maß im Beleimungsprogramm ein. Messen Sie den Abstand von der hinteren Kante bis zum gewünschten Ende der Leimraupe. Tragen Sie dieses Maß im Beleimungsprogramm ein. Diese Informationen reichen aus, um immer gleiche Zuschnitte an immer gleicher Stelle zu beleimen. Auch bei hoher Geschwindigkeit.

Beleimung als Programm abspeichern Jedes Auftrags-Ventil erzeugt ein beliebiges Leimmuster auf einem Zuschnitt. Das Leimmuster können Sie in einem Programm dauerhaft speichern. Bei Bedarf können Sie ein Programm beliebig oft wieder aufrufen, kopieren und verändern. Die jeweils benötigten Auftrags-Ventile können Sie durch Tastendruck ein- und ausschalten. Dies verkürzt die Umstellung auf ein anderes Leimprogramm.

Leimdruck kontrollieren Reproduzierbarer Leimauftrag bei jeder Maschinengeschwindigkeit ist durch Veränderung des Leimdrucks möglich. Das Steuergerät erhöht dazu den Leimdruck bei steigender Maschinengeschwindigkeit proportional. Zudem ist bei niedrigen Geschwindigkeiten der Auftrag von Punkten statt Linien programmierbar. Läuft die Maschine noch langsamer, kann sie auf Wunsch ganz ohne Leimauftrag fahren.

Eintrocknen verhindern Die Anlage ist auf Wunsch mit einem pneumatisch verfahrbaren Wasserbehälter ausgestattet. Wenn die Ventile nicht arbeiten, tauchen die Ventile ins Wasserbad. So trocknet der Kleber in der Düse nicht ein und steht nach Produktionspausen sofort wieder zur Verfügung. Das Wasserbad und die Arbeit mit hohem Druck im Leimsystem senken die Gefahr des Eintrocknens. Klebstoff gelangt durch Einsatz einer doppelt wirkenden Kolbenpumpe unter Druck aus dem Vorratsbehälter zu den Auftrags-Ventilen.

Warnsignale weiterleiten Das Steuergerät überwacht den Klebstoff-Füllstand und reagiert darauf programmgesteuert. Es meldet den Füllstand elektrisch an andere Geräte weiter. Weitere Ein- und Ausgänge sind programmierbar für Rücksetz- und Verriegelungsfunktionen anderer Maschinenteile.

Die Komponenten: Klebstoff-Fördereinheiten mit Kolbenpumpe zur konstanten oder wegabhängigen Förderung von Klebstoffen. - Edelstahl-Kolbenpumpe auf Wandkonsole - Kunststoffbehälter mit Deckel - Edelstahl-Ansaugrohr mit Vorfilter - Edelstahl-Hochdruckfilter - pneumatischer Materialdruckregler - I/P-Wandler Kaltleim-Ventile mit Vollstrahldüse Baureihe PL-500 Robuste und äußerst kraftvolle Ventile für den Punkt- und Strichauftrag mittel- und hochviskoser Dispersionsklebstoffe. - Max. Schaltfrequenz: 500/ s - Max. Leimdruck: 50 bar - Max. Leimviskosität: 4000 mPa.s (Dispersionsklebstoffe, nach Brookfield gemessen)

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