Hygienisch, transparent und aus einem Guss
Warum sich per Spritzguss hergestellte Zahnriemen optimal für den Einsatz auf Lebensmittel-Verpackungsmaschinen eignen
Hygienisch, transparent und aus einem Guss -
Warum sich per Spritzguss hergestellte Zahnriemen optimal für den Einsatz auf Lebensmittel-Verpackungsmaschinen eignen
Zahnriemen, die in der Lebensmittelindustrie zum Einsatz kommen, müssen hohen Ansprüchen genügen. Hierzu gehören unter anderem eine möglichst einfache Handhabung, Unempfindlichkeit gegen bestimmte Reinigungsmittel, wenig Angriffsflächen für Schmutz sowie verschiedene gesetzliche Vorgaben.
Gemeinsam mit einem Hersteller für Lebensmittel-Verpackungsmaschinen hat Alphabelt einen Riemen entwickelt, der nicht nur höchste Hygienestandards erfüllt, sondern darüber hinaus noch einige weitere Vorteile bietet.
Ausgangssituation und hygieneoptimiertes Riemendesign
Herkömmliche Zahnriemen verfügen über sogenannte Wickelnasen - kleine Nuten im Zahngrund, die den Riemen biegsamer machen. Der Nachteil: An diesen Stellen liegen die Zugträger frei und ungeschützt. Feuchtigkeit und Reinigungsmittel können eindringen und das Material angreifen. Partikel können herausgelöst werden und mit Lebensmitteln in Kontakt kommen. Außerdem sammeln sich in den feinen Nuten leichter Verunreinigungen an.
Um lediglich die Korrosion zu vermeiden, wäre theoretisch der Einsatz von Zugträgern aus Edelstahl möglich. Dies ist jedoch nicht nur sehr viel teurer, sondern löst auch das Problem der Schmutzansammlung nicht. Daher setzen wir auf ein hygieneoptimiertes Riemendesign, das heißt möglichst glatte, geschlossene Oberflächen, die die Reinigung erleichtern und das Festsetzen von Schmutz verhindern.
Entwicklung eines speziellen Transportriemens für Lebensmittel-Verpackungsmaschinen
Ein Hersteller von Produktionsanlagen im Lebensmittelbereich fragte bei uns einen besonderen Transport-Zahnriemen an, der auf dessen Verpackungsmaschinen eingesetzt werden könnte. Mithilfe dieser Maschinen sollen Tiefziehverpackungen vollautomatisch befüllt und verschlossen werden. Verpackt werden beispielsweise Frischfleisch, Wurst, Fisch, Geflügel, Käse, Snacks, Backwaren, Obst und Gemüse.
Aufgrund der modularen Bauweise der Anlagen dieses Herstellers ist es zudem möglich, automatische Inspektionssysteme an die Verpackungseinheit anzuschließen. Das können zum Beispiel Metalldetektoren sein oder auch optische Prüfsysteme für Zählanwendungen oder Aufgaben der Qualitätssicherung.
Daher ergaben sich an den neuen Zahnriemen folgende Anforderungen:
- Hygienisch, einfach zu reinigen
- Unempfindlich gegen Feuchtigkeit und Reinigungsmittel
- Transparent / transluzent
- Keine Ablenkung bei Magnetfeldern (Metalldetektoren)
Ausgehend von einem bereits bewährten Zahnriemen mit hygieneoptimiertem Oberflächendesign entstand durch konsequente Weiterentwicklung die Idee für ein völlig neues Design.
Herstellung per Spritzgussverfahren
Das für den Zahnriemen gewählte Grundmaterial verfügt bereits selbst über eine ausreichende Zugfestigkeit für die gewünschte Anwendung, sodass hier auf Zugträger komplett verzichtet werden konnte. Das bietet den Vorteil, dass der Riemen (bei Verwendung eines lichtdurchlässigen Materials) optisch durchleuchtet werden kann, beispielsweise bei Kameraanwendungen. Da keinerlei metallische Komponenten verwendet werden, ist auch der Einsatz auf Metalldetektoren problemlos möglich.
Aufgrund des völlig homogenen Riemenaufbaus lässt sich dieser Zahnriemen im Spritzgussverfahren herstellen, was den Herstellprozess wesentlich vereinfacht und beschleunigt. Für die gewünschte Teilung und Länge des Riemens muss zunächst eine spezielle Form angefertigt werden. In diese Form kann das Riemenmaterial später dann direkt eingespritzt werden. Bei der Auslegung der Form kommen zwei Möglichkeiten in Betracht: Entweder wird die Form bereits mit der später gewünschten Riemenbreite gefertigt, sodass pro Gussvorgang genau ein Riemen hergestellt wird. Oder es wird (ähnlich wie bei Wickel-Zahnriemen) ein breiter „Schlauch“ gegossen, von dem anschließend die gewünschten Riemenbreiten jeweils beliebig abgetrennt werden können.
In jedem Fall ist der hergestellte Riemen endlos, das heißt ohne Verbindungsstelle gefertigt. Damit entfallen potenzielle Schwachstellen, die Zugfestigkeit ist über die gesamte Riemenlänge konstant.
Weitere Optionen des Spritzgussverfahrens
Das Spritzgussverfahren bietet einige Möglichkeiten, dem Zahnriemen direkt beim Spritzvorgang bestimmte Eigenschaften zu verleihen: So können beispielsweise Oberflächenstrukturen (Spikes, Lamellen, Längskonturen, usw.) bereits in die Gussform eingearbeitet werden. Ist zahnseitig ein Verschleißschutz gewünscht, so kann ein entsprechendes PA-Gewebe in die Gussform eingelegt und beim Spritzgussvorgang gleich mit eingebunden werden. Auch eine PU-Beschichtung in FDA-Qualität kann im selben Arbeitsgang fertig gespritzt werden. Je nach Riemenmaterial stehen zudem verschiedene Farben und Härtegrade zur Auswahl.
Die Eigenschaften im Überblick
Hier noch einmal alle Eigenschaften für unsere per Spritzguss hergestellten Zahnriemen im Überblick:
- Homogener Riemenaufbau
- Ohne Nahtstellen gefertigt
- Hygieneoptimiertes Design ohne Wickelnasen
- Ohne Zugträger, daher begrenzte Zugfestigkeit
- Für optische Anwendungen geeignet (transparent)
- Keine metallischen Komponenten (geeignet für Einsatz in Magnetfeldern, Metalldetektoren, usw.)
- Verschiedene Oberflächenstrukturen möglich
- Verschiedene Farben möglich (blau und transparent, andere Farben auf Anfrage)
- PAZ-Beschichtung möglich
- PU-Beschichtung in FDA-Qualität möglich
- Verschiedene Härtegrade möglich (60, 83, 95 Shore A)
- Jede Teilung möglich
- max. Länge 950 mm
- max. Breite 150 mm
Anwendungsbeispiele für per Spritzguss hergestellte Zahnriemen
Wie oben beschrieben sind unsere per Spritzguss hergestellten Zahnriemen bereits erfolgreich als Transportriemen in Verpackungsanlagen für Lebensmittel im Einsatz. Aufgrund ihrer speziellen Eigenschaften sind sie hier nicht nur für den Verpackungsprozess an sich geeignet, sondern auch für die anschließenden optischen bzw. ferromagnetischen Verfahren zur Qualitätssicherung.
Ein ganz ähnlicher Riemen, jedoch wesentlich schmaler und kürzer, wird mittlerweile in einer pharmazeutischen Anlage eingesetzt, auf der Tabletten in Blister verpackt werden. Dank seines hygieneoptimierten Designs erfüllt der Riemen problemlos die hier geltenden erhöhten Anforderungen an Sauberkeit und Reinheit.
Ein völlig anderes Anwendungsbeispiel, das besonders die Vielseitigkeit spritzgegossener Riemen veranschaulichen soll, betrifft den Bremsriemen für eine Druckmaschine: Hier wurde ein 8 mm breiter und 230 mm langer Riemen per Spritzguss angefertigt, der sich seitdem im Einsatz bewährt hat.
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