Synchrongesteuertes Linearsystem zum Schneiden von Maultaschen

Maschinenbauer König setzt auf eine Motion-Control-Lösung von SEW-Eurodrive

  • Abb. 1: Maultaschen sind heute als  Spezialität  deutschlandweit bekannt.  Als Fertiggericht kann man sie von  unterschiedlichen Produzenten kaufen.  | © ShutterstockAbb. 1: Maultaschen sind heute als Spezialität deutschlandweit bekannt. Als Fertiggericht kann man sie von unterschiedlichen Produzenten kaufen. | © Shutterstock
  • Abb. 1: Maultaschen sind heute als  Spezialität  deutschlandweit bekannt.  Als Fertiggericht kann man sie von  unterschiedlichen Produzenten kaufen.  | © Shutterstock
  • Abb. 2:  König baut schon die zweite Generation seiner Maultaschenschneider mit Antriebs- und Automatisierungstechnik von SEW-Eurodrive. Über den Schneider laufen bis zu drei Tonnen pro Stunde, je nachdem welches Produkt gefertigt wird.  | © SEW
  • Abb. 3: Auch bei 15 m/min Bandgeschwindigkeit muss die Schneidbrücke aufsetzen, vor- und zurückfahren und aufsynchronisieren. Dadurch ist die Relativgeschwindigkeit zwischen der Schneidbrücke und dem Transportband beim Schneiden Null. | © SEW-Eurodrive
  • Abb. 4: Die Maschine muss sich mit einem Hochdruckreiniger säubern lassen. Daher setzte SEW-Eurodrive einen Linearmotor mit Oberflächen­beschichtung ein. Er ist auf einer Montageplatte mit Kühlkanälen und Thermostat befestigt. | © SEW
  • Gunthart Mau ist  Referent Fachpresse bei SEW-Eurodrive in Bruchsal
Maultaschen sind ein einfaches und leckeres Produkt. Durchaus komplex ist dagegen der Aufwand ihrer industriellen Herstellung. Er erfordert viel Intelligenz in der Maschine, müssen doch der Bandvorschub und das Schneiden synchronisiert werden. Der Maschinenbauer König setzt auf eine Motion-Control-Lösung von SEW-Eurodrive. Gemeinsam gelang eine Automatisierungslösung für einen Maul­taschenschneider, die dem Kunden gut schmeckt. 
 
Die Firma König ist ein weltweit agierender Hersteller von Kleingebäckanlagen. Dabei sind der Produktvielfalt keine Grenzen gesetzt. Die Lebensmittelproduzenten geben die gewünschten Produkte vor und König findet für jeden Kunden die optimale technische Lösung, passend zur jeweiligen Größe und Anforderung des Betriebes. Eine besondere Herausforderung für den Entwicklungs- und Produktionsstandort der Firma im mittelfränkischen Dinkelsbühl war die Entwicklung einer Schneidemaschine für Maultaschen, kleine Hüllen oder Taschen aus Nudelteig, die vegetarisch, mit Fisch oder Brät gefüllt werden. 
 
Abschneiden und Prägen des Teigs 
 
Der zubereitete Teig für die Maultaschen kommt aus einem Extruder. In einem Walzwerk wird dieser zu einem Teigband gewalzt, das typischerweise 600 mm oder 800 mm breit ist. Diese standardisierte Breite hängt von der vorgelagerten Anlage ab. Anschließend wird das Teigband mit Scheibenmessern in Stränge geschnitten, auf die man dann die Füllung mittig aufträgt. Bei Produktionsstart werden die gefüllten Stränge manuell in die Falteinrichtung eingefädelt, danach läuft alles automatisch. 
 
In der Schneidemaschine der Firma König ist ein neu entwickeltes Werkzeug zum Schneiden und Verschließen der Teigtaschen in einem Arbeitsgang eingebaut. Diese Messer sind aus Edelstahl gefertigt und werden anschließend je nach Einsatz beschichtet, um das Anhaften des zu schneidenden Produktes zu verhindern.

Bei Bedarf können diese Messer auch mit Wellenschnitt ausgeführt werden. Der Teig ist hierbei weniger kritisch, sondern eher die Füllung. Gerade bei den hohen Taktzahlen gäbe es schnell Probleme. „Durch die besondere Werkzeuggeometrie wird verhindert, dass beim Verschließen der Teigtaschen die Füllung austritt und es dadurch zu Anlagenstillständen kommen könnte. Die Maschine schneidet so genau, dass Füllmenge und die Schnittlänge exakt aufeinander abgestimmt werden können“, erläutert Josef Hefner, Geschäftsführer der Firma König. 
 

Hohe Anforderungen an die Synchronisation 
 
„Abschneiden kann jeder“, bemerkt Hefner und fährt fort: „Es genügt jedoch nicht, eine einfache Hubbewegung auszuführen. Während das Messer in den Maultaschenteig eintaucht, darf kein Vorschub erfolgen. Die Herausforderung bestand darin, den mitlaufenden Schlitten auf die Geschwindigkeit des Transportbandes zu synchronisieren.“ „Diese Bewegung wird durch einen Servolinearmotor SL2 von SEW-Eurodrive ausgeführt“, ergänzt Stefan Stahl, Außendienstmitarbeiter Service im Technischen Büro Nürnberg. Er betreut den Kunden in Dinkelsbühl. 
Die erste Generation des Maultaschenschneiders wurde als reine Sondermaschine gebaut. Hier kam der Applikationsumrichter Movidrive mit der integrierten Positionier- und Ablaufsteuerung IPOS zum Einsatz. Die Bewegungskoordination der einzelnen Antriebe war mittels elektronischer Kurvenscheibe achsnah in den Umrichtern realisiert. Als Master fungierte dabei ein SEW-Asynchronmotor mit externem Drehgeber, der das Förderband für den Teigtransport antreibt. Hefner: „Wir haben gute Erfahrungen beim Bau der ersten Generation unserer Maschine gemacht. Vor allem die intensive Betreuung durch Herrn Stahl war ausschlaggebend, auch die zweite Maschinenbaureihe mit Technik von SEW-Eurodrive auszustatten.“
 
Zentral berechnete Kurven für ein exaktes Schnittergebnis 
 
Für die Realisierung der zweiten Maschinenbaureihe schlugen die SEW-Antriebsspezialisten eine zentral gesteuerte Bewegungskoordination mit einem modularen Hardwareaufbau vor. Basis für das Maschinenmodul „Synchron Schneiden“ ist ein Mehrachs-Servo-System, bestehend aus der Motion-Control-Steuerung Movi-PLC Power und einem Achsverbund aus drei Servoreglern Moviaxis, die über Ethercat im Millisekunden-Raster zeitsynchron angesteuert werden. Für die Übertragung der produktspezifischen Vorgaben wie Schnittlänge, -höhe und -geschwindigkeit agiert der SEW-Motion-Controller selbst als Feldbusteilnehmer im Kommunikationsnetzwerk der Maschinensteuerung. 
 
Antriebsseitig beinhaltet das Maschinenmodul einen Servomotor für den Vorschub des Teigbands, einen Servomotor für den Kurbelantrieb, der die Hubbewegung des Schneidmessers ausführt, sowie den Linearantrieb SL2, der das Schneidmesser synchron zum Transportband führt. „Um die hohen Beschleunigungswerte zum Erreichen der geforderten Taktzahlen zu realisieren, lag im Hinblick auf die Konstruktion die besondere Herausforderung in der Gewichtsreduzierung der bewegten Teile der Schneidemaschine“, erläutert Josef Hefner. „Dennoch hätte man sie womöglich schon kopiert, wenn wir nicht gemeinsam mit SEW-Eurodrive die Intelligenz zur Bewegungssteuerung integriert hätten.“ 
 
Höhere Verfügbarkeit durch intelligente Bewegungsprofile 
 
Die Standardlösung für Synchronbetrieb ist die Funktion „Fliegende Säge“. „Die Dynamik entsprach jedoch noch nicht unseren Anforderungen“, erläutert Josef Hefner und ergänzt: „Die Anforderung des Endkunden waren sechs Takte – in der Sekunde!“ Die geforderte Dynamik mit den maschinenbautechnischen Randbedingungen und Grenzwerten für den maximal zulässigen Verfahrweg, die Beschleunigung und Geschwindigkeit in Einklang zu bringen war eine komplexe mathematische Herausforderung. 
 
Viel Expertise auf dem Gebiet der Bewegungssteuerung haben die regional ansässigen SEW-Applikationsingenieure, hier vertreten durch Matthias Christenn aus der Vertriebsregion Süd. Er programmierte die Bewegungskoordination zur Synchronisierung des Schneidmessers bei sehr kurzen Zykluszeiten. Im Unterschied zur ersten Maschinenbaureihe, wo noch das Transportband als Master für den Schneidprozess fungierte, gibt nun eine auf dem Motion-Controller parametrierte virtuelle Masterachse „den Takt“ an. In Abhängigkeit der produktspezifischen Vorgaben werden dabei die Bewegungsprofile – in Gestalt beschleunigungsoptimierter Kurvenscheiben – zentral im Motion-Controller so berechnet, dass jederzeit die Randbedingungen und Grenzwerte der Maschine eingehalten werden. 
 
Dies schont nicht nur die Mechanik, sondern sichert auch die Verfügbarkeit. Bei der realisierten Bewegungslösung verrichtet der Kurbelantrieb sogar sieben Takte in der Sekunde. Für die erfolgreiche Lösung dieser Bewegungsaufgabe sparte Josef Hefner nicht mit Lob für den engagierten SEW-Mitarbeiter. Schließlich resümiert der Geschäftsführer: „Was SEW-Eurodrive auszeichnet, ist nicht nur der Verkauf von guten Komponenten, sondern die Unterstützung durch kompetente Anwendungstechniker.“ 
 

Maultaschen „Made in Maulbronn“ 
Schwäbische Maultaschen tragen die Herkunftsbezeichnung der EU „Geschützte geografische Angabe“. Eine Legende besagt, dass der Name vom Kloster Maulbronn (Enzkreis, Nordwürttemberg) stammt. Der Begriff Maultasche wäre demnach die verkürzte Bezeichnung für eine Maulbronn-Tasche. Die Zisterziensermönche des Klosters wollten in der Fastenzeit das Fleisch vor dem lieben Herrgott verstecken. Daher heißen die Maultaschen im Volksmund auch „Herrgottsbscheißerle“. Möglicherweise sind die Maultaschen italienischen Ursprungs, worauf auch die Füllung aus Spinat hinweist. In der Umgebung Maulbronns gibt es zahlreiche Orte, an denen sich protestantische Glaubensflüchtlinge aus Norditalien ansiedelten. Sie brachten u. a. den Anbau von Kartoffeln und Tabak mit nach Süddeutschland. Inzwischen sind Maultaschen weit über die schwäbischen Grenzen hinaus als Spezialität bekannt. Als Fertiggericht kann man sie heute in ganz Deutschland von unterschiedlichen Produzenten kaufen.

 

 

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SEW-Eurodrive GmbH & Co KG
Ernst-Blickle-Str. 42
76646 Bruchsal
Germany
Telefon: 07251/75-0

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