In der weiten Welt der industriellen Verpackung sind die Geschwindigkeit und die Konsistenz des Verschließmechanismus entscheidend für die Produktintegrität, die Sicherheit und das Markenimage. Die Auswahl der Verschließmaschine ist ein entscheidender Schritt für Hersteller, die mit großen Mengen arbeiten, da sie sich direkt auf die Höhe des Durchsatzes, die Betriebskosten der Maschinen und die Qualitätskontrolle auswirkt. Die Rotationsverschließmaschine hat sich als die Technologie der Wahl für Hochgeschwindigkeits- und anspruchsvolle Produktionsumgebungen erwiesen.

Dieses Handbuch bietet eine eingehende Analyse der Rotationsverschließmaschinen, die sich an Produktionsleiter, Verpackungsingenieure und Entscheidungsträger richtet. In dem Werk werden die Prinzipien, auf denen die Maschine basiert, ihre technischen Eigenschaften, ihre verschiedenen Verwendungsmöglichkeiten sowie die wichtigsten Kriterien, nach denen eine Maschine ausgewählt werden muss, die speziell auf Ihre betrieblichen Bedürfnisse zugeschnitten ist, erläutert.

Was ist eine Rotationsverschließmaschine?

Eine Rotationsverschließmaschine ist eine automatisierte Verpackungsmaschine, die in einem kontinuierlichen Hochgeschwindigkeitsverfahren die Verschlüsse auf die Behälter aufbringt und verschließt. Das Hauptmerkmal dieser Maschine ist ein rotierendes Karussell, das mehrere Verschließköpfe trägt. Die Behälter werden in die Maschine eingeführt und zeitlich auf den sich drehenden Revolver abgestimmt, in einer Umdrehung verschlossen und wieder in die Produktionslinie ausgeworfen.

Die wichtigste Arbeitsphilosophie ist die konstante Bewegung. Im Gegensatz zu anderen Systemen, bei denen der Behälter und der Verschließkopf angehalten werden müssen, um den Verschließvorgang auszuführen, führt der Rotationsverschließer den gesamten Vorgang aus, während sich der Behälter und der Verschließkopf in einer kontinuierlichen und flüssigen Bewegung befinden. Dies ist sein Hauptmerkmal, das ihn schnell und effizient macht.

Um eine bessere Vorstellung von seiner Stellung auf dem Markt zu bekommen, ist es hilfreich, ihn im Vergleich zu anderen häufig verwendeten Verschließertypen zu definieren:

• Inline-Verschließmaschinen: Diese Systeme bringen Verschlüsse auf Behälter auf, die in einer geraden Linie auf einem Förderband transportiert werden. Das Verschließen erfolgt in der Regel durch sich drehende Räder oder Bänder, die den Deckel während des Umlaufs versiegeln. Bei guter Anwendung sind sie im Vergleich zu rotierenden Systemen langsam.
• Verschließmaschinen mit intermittierender Bewegung: Dabei handelt es sich in der Regel um Einkopf-Verschlussmaschinen, die jeden Behälter unter einer Verschließstation anhalten, den Verschluss aufbringen und festziehen und dann den Behälter weiterbewegen. Ein solcher Start-Stopp-Zyklus bedeutet, dass der Durchsatz von Natur aus begrenzt ist, und eignet sich im Allgemeinen eher für eine Produktionslinie mit geringerer Geschwindigkeit oder wenn ein sehr spezifischer, komplexer Verschluss erforderlich ist.

Der Rotationsverschließer, der diese Pausen eliminiert, wurde speziell für Betriebe entwickelt, bei denen die Maximierung des Ausstoßes ohne Qualitätseinbußen das oberste Ziel ist.

Wie Rotary Capping funktioniert: Kontinuierliche Bewegung erklärt

Der hohe Durchsatz einer Rotationsverschließmaschine ist direkt auf ihr kontinuierliches Bewegungsdesign zurückzuführen. Der Schlüssel zum Erkennen der Effizienz dieses Prozesses liegt darin, ihn zu verstehen. Der Arbeitsablauf ist ein fein getakteter mechanischer Tanz, der darauf abzielt, eine maximale Geschwindigkeit und Gleichmäßigkeit zu erreichen.

1. Containerzuführung: Die Behälter werden auf einem Auslaufförderband angeliefert und in einen Einlaufstern geleitet. Dies ist ein sternförmiges Bauteil, dessen Taschen genau auf den Durchmesser des Behälters abgestimmt sind. Es arretiert jeden Behälter und bestimmt genau den Zeitpunkt seines Eintritts in den rotierenden Hauptrevolver.
2. Synchronisation mit Turret: Durch das rotierende Einlaufsternrad wird jeder Behälter auf einer Plattform direkt unter einem offenen Verschließkopf am Hauptrevolver abgesetzt. An diesem Punkt schwingt der Behälter in einer kreisförmigen Bewegung in völliger Synchronisation mit der Drehung des Revolvers umher.
3. Anbringung und Versiegelung der Kappe: Dies geschieht, wenn sich der Behälter mit dem Revolverkopf dreht und das automatisierte System der Verschlussabgabe auf die Öffnung des Behälters aufgesetzt wird. Der darüber befindliche Verschließkopf bewegt sich sofort nach unten, hält den Deckel fest und übt den erforderlichen Druck/das erforderliche Drehmoment aus, um ihn zu verschließen. All dies (das Aufsetzen des Verschlusses und das anschließende Festziehen) geschieht, während sich der Revolverkopf noch dreht.
4. Container-Entladung: Am Ende des Verschließzyklus ist der Behälter in diesem Stadium fest verschlossen und erreicht den Auslaufpunkt der Kreisbahn. Ein Auslaufstern setzt ihn sanft auf das Hauptband zurück, und er wird zum nächsten Teil der Verpackungslinie (z. B. Sammelpacker oder Etikettierung) weitergeleitet.

Dieser nahtlose, kontinuierliche Fluss bedeutet, dass mehrere Behälter gleichzeitig an verschiedenen Punkten der Rotation des Revolvers verschlossen werden. Eine Maschine mit 12 Verschließköpfen führt zum Beispiel 12 Verschließvorgänge pro Umdrehung durch. Dank dieses grundlegenden Konstruktionsunterschieds können Rotationsverschließer Geschwindigkeiten von mehreren hundert Flaschen pro Minute (BPM) erreichen, ein Effizienzniveau, das von intermittierenden oder den meisten Inline-Systemen nicht erreicht werden kann.

Arten von Drehverschließköpfen und kompatible Verschlüsse

Der größte Vorteil von Rotationsverschließmaschinen ist, dass sie durch die Verwendung verschiedener Verschließköpfe an verschiedene Verpackungsformen angepasst werden können. Alle Verschließköpfe sind für einen bestimmten Verschlusstyp ausgelegt, um zu gewährleisten, dass die Flaschen mit dem richtigen Drehmoment, der richtigen Konsistenz und Integrität verschlossen werden. Anhand der Unterschiede zwischen den Verschließköpfen können die Hersteller die richtige Lösung für ihre Produktlinie wählen und sowohl Qualität als auch Leistung sicherstellen.

• Schraubverschlussköpfe (Gewindeverschlüsse)

Schraubverschlussköpfe sind die Arbeitspferde von Hochgeschwindigkeits-Getränke- und Pharmaanlagen. Sie sind mit einer servogesteuerten Drehmomentkontrolle ausgestattet und sorgen dafür, dass jede PET-Wasserflasche und jedes Glasfläschchen mit Medikamenten die gleiche Dichtung erhält, um das Auslaufen von Wasser oder Medikamenten zu verhindern und die Einhaltung von Vorschriften zu gewährleisten. Bei kohlensäurehaltigen Getränken muss das Drehmoment präzise sein, um dem Innendruck standzuhalten, ohne das Gewinde zu beschädigen.

• Schnappverschlussköpfe (Press-Fit-Verschlüsse)

Schnappköpfe üben eine nach unten gerichtete Kraft aus und eignen sich daher für Kosmetika und Körperpflegeprodukte, bei denen die Bequemlichkeit eine wichtige Rolle spielt. So können beispielsweise für großvolumige Lotionen oder Cremeverpackungen Schnappköpfe verwendet werden, die es ermöglichen, Hunderte von Einheiten pro Minute zu produzieren, ohne dass der Verbraucher das Gefühl hat, dass sich die Verpackung mit einem Klick schließen lässt.

• Pumpen und Sprühköpfe

Dabei handelt es sich um spezielle Verschlüsse für unregelmäßige und empfindliche Verschlüsse wie Triggersprays oder Lotionpumpen. In einer Reinigungsproduktlinie haben solche Pumpenköpfe federbelastete Greifer, um den Sprüher während des Verschließens auszurichten und zu sichern, um eine Fehlausrichtung zu verhindern, die den Abzug unbrauchbar machen kann. Dies kann auf Märkten, auf denen die Sicherheit der Verbraucher und die Benutzerfreundlichkeit im Vordergrund stehen, für eine zuverlässige Leistung sorgen.

• ROPP-Köpfe (Roll-On Pilfer-Proof Closures)

Die Abfüllung von Wein und Spirituosen kommt ohne OPP-Kopf nicht aus. Der Kopf dient nicht nur zum Aufschrauben einer Kappe: Er rollt das Gewinde und das Originalitätsband in den Aluminiumverschluss ein und bildet so einen sicheren Verschluss, der gleichzeitig eine sichtbare Warnung vor Manipulationen darstellt. Bei Arzneimitteln ist dies für die Hersteller von Nutzen, da sie so die strengen Gesetze zur Bekämpfung von Fälschungen einhalten können.

• Lug Cap Köpfe (Twist-Off Closures)

Laschenköpfe werden in der Lebensmittelindustrie gerne verwendet, wenn das Produkt vakuumversiegelt werden muss, wie z. B. bei Saucen, Marmeladen und heiß abgefüllten Produkten. Beim Verschließen übt die Maschine eine gleichmäßige Kraft auf den Verschluss aus, so dass er in die Laschen des Glases passt und auch nach dem thermischen Prozess seine Frische bewahrt. Einer der Gründe dafür, dass Laschenverschlüsse weltweit als Standard für haltbare Lebensmittel verwendet werden, ist ihre Zuverlässigkeit.

Hauptmerkmale, die Top-Verschließmaschinen auszeichnen

Obwohl jede Rotationsverschließmaschine in einer kontinuierlichen Bewegung arbeitet, zeichnet sich eine hochwertige Maschine durch fortschrittliche Technologien aus, die die Präzision, Zuverlässigkeit und Benutzerfreundlichkeit erhöhen. Dies sind wichtige Unterscheidungsmerkmale beim Vergleich verschiedener Modelle.

• Hohe Geschwindigkeit und hohe Präzision: Die beiden wichtigsten Verkaufsargumente gehen Hand in Hand. Die mechanische Konstruktion ist in der Lage, mit hohen Geschwindigkeiten zu arbeiten, aber es sind die Kontrollsysteme, die die Genauigkeit bei hohen Geschwindigkeiten gewährleisten. Achten Sie auf die robuste Konstruktion, die während des Betriebs vibrationsfrei und stabil ist.
• Servoangetriebene Drehmomentsteuerung: Dies ist das Nonplusultra der Verschlusstechnik. Im Gegensatz zu herkömmlichen magnetischen oder mechanischen Kupplungen, die mit der Zeit verschleißen und ungenauer werden können, haben Servomotoren eine sehr präzise und wiederholbare Drehmomentsteuerung. Die Drehmomentwerte sind von jedem Verschließkopf mit seinem Servomotor digital einstellbar. Dadurch wird ein zu starkes Anziehen (was zu einem Bruch der Verschlüsse oder Behälter führen kann) und ein zu geringes Anziehen (was zu Produktlecks und Verderb führen kann) vermieden.
• PLC + HMI-Steuerung: Die Funktionsweise moderner Maschinen wird von einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) gesteuert, dem industriellen Gehirn der Anlage. Die SPS wird vom Bediener programmiert, der mit der SPS über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) kommuniziert, bei der es sich in der Regel um einen Farb-Touchscreen handelt. Dies ist eine Kombination, die große Vorteile bietet.
  • Rezepturverwaltung: Speichern Sie die Einstellungen (Drehmoment, Geschwindigkeit, Behälterhöhe) für verschiedene Produkte. Umstellungen sind so einfach wie die Auswahl eines neuen Rezepts auf dem Bildschirm.
  • Echtzeit-Diagnostik: Das System kann seine Leistung überprüfen und den Bedienern Warnmeldungen über eine fehlende Kappe oder eine unsachgemäße Anwendung des Drehmoments anzeigen.
  • Benutzerfreundlichkeit: Grafische Benutzeroberflächen sorgen für eine einfache Bedienung der Maschine und verringern das erforderliche technische Fachwissen zur Bedienung der Maschine.
• Erkennung "Keine Flasche, kein Deckel": Es sind Sensoren integriert, die das Vorhandensein eines Behälters erkennen können und daher keinen Verschluss freigeben. Diese kleine, aber wichtige Funktion vermeidet die Verschwendung von Verschlüssen und hält die Maschine sauber von heruntergefallenen Verschlüssen und minimiert die Ausfallzeiten.

Technische Daten, die Sie kennen sollten

Die technischen Spezifikationen müssen von Ingenieuren und Einkaufsleitern gründlich bewertet werden, damit sie sicher sein können, dass die von ihnen gewählte Maschine den gegenwärtigen und künftigen Produktionsanforderungen gerecht wird. Beim Vergleich von Modellen ist es wichtig, auf die folgenden Parameter zu achten:

• Verschließgeschwindigkeit (BPM/BPH): Ausgedrückt in Flaschen pro Minute (BPM) oder Flaschen pro Stunde (BPH), ist dies die maximale theoretische Leistung der Maschine. Es ist wichtig, eine Maschine mit einer Kapazität zu wählen, die Ihren aktuellen Spitzenbedarf übersteigt, um zukünftiges Wachstum zu ermöglichen.
• Anzahl der Verschließköpfe: Dies ist proportional zur Geschwindigkeit. Maschinen können aus 3-4 Köpfen bei langsam rotierenden Anwendungen und bis zu 24 Köpfen oder mehr bei Hochgeschwindigkeitslinien für Getränke oder pharmazeutische Produkte bestehen.
• Verschluss- und Behältergrößenbereich: Jede Maschine ist für einen bestimmten Bereich von Verschlussdurchmessern und Behälterhöhen/-durchmessern ausgelegt. Stellen Sie sicher, dass Ihre gesamte Produktlinie innerhalb dieser Anforderungen produziert werden kann, und geben Sie dem Hersteller die Besonderheiten des Containers und Deckelabmessungen. Erkundigen Sie sich auch nach dem Preis für den möglicherweise erforderlichen Austausch von Teilen (so genannte Wechselteile, wie Sternräder und Kappenfutter), um zwischen den Größen zu wechseln.
• Anforderungen an Strom und Druckluft: Vergewissern Sie sich, dass die Leistungsanforderungen der Maschine (Spannung, Phase, Hz) und die von der Maschine verbrauchte Luftmenge (CFM/PSI) innerhalb der Grenzen Ihrer Einrichtung liegen.
• Abmessungen und Stellfläche der Maschine: Rotationsverschließer sind sehr große Maschinen. Überprüfen Sie die Gesamtabmessungen (Länge, Breite, Höhe) der Maschine, um sicherzustellen, dass sie in die bisherige oder geplante Produktionslinie passt.

Eine genaue Lektüre dieser Spezifikationen ermöglicht einen direkten, objektiven Vergleich zwischen Herstellern und Modellen, der Ihnen hilft, eine endgültige Entscheidung auf der Grundlage datenbasierter Kriterien zu treffen.

Anwendungsfälle nach Branchen: Von Getränken bis Pharmazeutika

Rotationsverschließmaschinen sind in einer Vielzahl von Branchen von unschätzbarem Wert, da sie sich durch Vielseitigkeit und Schnelligkeit auszeichnen. Jede Branche nutzt Technologie, um die Produkt- und Gesetzesanforderungen zu erfüllen.

• Getränk: Er ist ein wichtiger Markt. Schnelle Rotationsverschließer sind von grundlegender Bedeutung für die Abfüllung von Wasser, Softdrinks, Säften und Spirituosen mit einfachen Schraubverschlüssen bei Geschwindigkeiten von 800 BPM oder mehr.
• Essen und Soße: Rotationssysteme werden zum Aufbringen von Laschen-/Abdrehverschlüssen auf Gläser mit Nudelsauce, Salsa und Marmelade verwendet und können mit der Vakuumversiegelungstechnologie kombiniert werden. Sie können auch in der Snack-Industrie zum Verschließen von Kunststoffgläsern mit Nüssen, Brezeln und anderen trockenen Lebensmitteln eingesetzt werden. Sie eignen sich auch für Schraubverschlüsse von Gewürzen, Dressings und Ölen.
• Kosmetika und Körperpflegemittel: In diesem Sektor gibt es eine große Vielfalt an Verschlüssen. Drehverschließer können so programmiert werden, dass sie mit Pumpverschlüssen für Lotionen, mit Triggersprays für Reinigungsmittel und mit ausgefallenen Schraubverschlüssen für hochwertige Cremes und Seren arbeiten, bei denen nicht nur eine gute Abdichtung erforderlich ist, sondern auch das Aussehen wichtig ist.
• Pharmazeutika: Außerdem handelt es sich um eine stark regulierte Branche, in der Genauigkeit und Protokollierung von entscheidender Bedeutung sind. Drehverschließer bieten die Wiederholbarkeit des Drehmoments, die für kindergesicherte Verschlüsse (CRCs) und Originalitätssiegel unerlässlich ist. Durch ihre Edelstahlstruktur und ihr sauberes Design sind sie in sterilen und Reinraumumgebungen einsetzbar.
• Chemikalien: Bei Produkten wie Haushaltsreinigern, Kfz-Flüssigkeiten und Chemikalien für die Landwirtschaft ist das sichere Verschließen eine Frage der Sicherheit. Drehverschließer sorgen für ein gleichmäßiges Drehmoment, um sicherzustellen, dass die Verschlüsse fest sitzen und keine lebensbedrohlichen Lecks entstehen.

Häufige Herausforderungen und wie Rotary Cappers sie lösen

Die Technologie des rotierenden Verschließens wird von den Herstellern häufig als Lösung für bestimmte Probleme eingesetzt, die sich bei manuellen oder halbautomatischen Verfahren hartnäckig halten. Die nachstehende Tabelle gibt einen Überblick über die häufigsten Probleme und darüber, wie Rotationsverschließer direkte Lösungen bieten können:

Wie man die richtige Rotationsverschließmaschine auswählt

Um den perfekten Rotationsverschließer zu finden, ist eine sorgfältige Analyse Ihrer Anforderungen im Hinblick auf die Merkmale der verfügbaren Technologie erforderlich. Die folgende Checkliste hilft Ihnen bei der Entscheidungsfindung.

Definieren Sie Ihre Produkte (aktuelle und zukünftige):

• Führen Sie alle Behältertypen auf (Material, Form, Abmessungen).
• Geben Sie alle Verschlusstypen an (Art, Durchmesser, Material).
• Berücksichtigen Sie alle neuen Produkte, die in den nächsten 3-5 Jahren geplant sind.

Bestimmen Sie Ihre Geschwindigkeitsanforderungen:

• Was ist die höchste BPM Ihres aktuellen Füllers?
• Was ist Ihre ideale Produktionsgeschwindigkeit?
• Wie hoch sind Ihre Wachstumsraten? Wählen Sie eine Maschine, die den zukünftigen Geschwindigkeitszuwachs bewältigen kann.

Bewerten Sie Ihre technischen und qualitativen Anforderungen:

• Wie genau muss das Drehmoment sein? Reicht es aus, dass es sich um eine Magnetkupplung handelt, oder ist eine Servosteuerung erforderlich?
• Gibt es bestimmte Branchenanforderungen (z. B. Edelstahl in pharmazeutischer Qualität, Reinraumtauglichkeit)?
• Wie komplex sind Ihre Umstellungen und wie hoch ist die akzeptable Ausfallzeit?

Bewerten Sie den Grad der Automatisierung:

• Benötigen Sie ein integriertes System mit einem Verschlusssortierer und einem Elevator, oder würde ein ebenerdiger Trichter zum einfachen Laden loser Verschlüsse genügen?
• Welches Maß an Kontrolle/Diagnose benötigen Sie von der HMI?

Berücksichtigen Sie Budget und Gesamtbetriebskosten:

• Berechnen Sie die Startkapitalinvestition.
• Erkundigen Sie sich nach dem Preis für die Wechselteile der verschiedenen Produkte.
• Erkundigen Sie sich nach Service und Support, nach den erforderlichen Wartungsarbeiten und nach der Verfügbarkeit von Ersatzteilen.

Wenn Sie diese Punkte systematisch durchgehen, werden Sie in der Lage sein, ein umfassendes Anforderungsdokument zu erstellen. Dies wird Ihnen helfen, fruchtbare Verhandlungen mit Ausrüstungslieferanten zu führen und die richtige Investitionsentscheidung für eine Maschine zu treffen, die in den kommenden Jahren zu einem fruchtbaren und zuverlässigen Eckpfeiler Ihres Verpackungsbetriebs wird.

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Wenn Sie mehr über Hersteller von Verschließmaschinen wissen möchten, lesen Sie bitte diesen Artikel: Top 10 Hersteller von Verschließmaschinen: Automatisierungslösungen

Schlussfolgerung

Die Auswahl einer geeigneten Rotationsverschließmaschine ist eine wichtige Entscheidung für die Zukunft Ihrer Produktionslinie. Ihre sich ständig bewegende Architektur ist darauf ausgelegt, Geschwindigkeitsengpässe zu überwinden und den in der modernen Fertigung erforderlichen hohen Durchsatz zu erzielen. Der wahre Wert liegt jedoch in der Kombination dieser Geschwindigkeit mit Präzision. Hochwertige Funktionen, wie die servogesteuerte Drehmomentsteuerung, sorgen dafür, dass alle Dichtungen wiederholbar und zuverlässig sind, und sichern so die Integrität Ihres Produkts und den Ruf Ihrer Marke. Wenn Sie sich die Zeit nehmen, ein System auszuwählen, das Ihren individuellen Anforderungen entspricht, kaufen Sie nicht nur Ausrüstung, sondern installieren die beste Lösung, die langfristige Effizienz, Qualitätskontrolle und skalierbares Wachstum auf dem wettbewerbsintensiven Markt gewährleisten kann.