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Wie ein Getränkeausrüstungshersteller aus Wisconsin seine Probleme mit der Etikettengenauigkeit löste, indem er die Qualität der Wellenbaugruppen verbesserte
Kundenübersicht
Ryan Mitchell leitet ein Ingenieurteam bei einem Hersteller von Getränkeverpackungsmaschinen mit Sitz in Wisconsin. Das Unternehmen entwickelt und baut Rotationsetikettiermaschinen, die von Getränkeherstellern in ganz Nordamerika eingesetzt werden.
Ende 2024 begann das Team mit der Aufrüstung einer seiner Hochgeschwindigkeitsetikettiermaschinen, um steigende Kundenanforderungen hinsichtlich Produktions-Effizienz und Etikettierpräzision zu erfüllen.
Die Herausforderung
Das Projekt stieß zunächst auf ein unerwartetes Hindernis.
Mehrere geschweißte Flanschwelleinheiten, die von einem bestehenden Lieferanten bezogen wurden, erfüllten nach dem Schweißen nicht die geforderte Drehgenauigkeit. Bei Tests stellten die Ingenieure eine übermäßige Laufgenauigkeitsabweichung (Runout) fest, die sich bei höheren Betriebsdrehzahlen zunehmend deutlicher bemerkbar machte.
Obwohl die Abweichung bei der Inspektion gering erschien, war ihre Auswirkung auf die Maschinenleistung erheblich.
Die resultierende Vibration führte zu:
- Vorzeitiger Lagerverschleiß
- Erhöhter Wartungsaufwand
- Unbeständiger Etikettenplatzierung
- Verringerte Maschinenstabilität bei voller Produktionsgeschwindigkeit
Für Getränkehersteller, die rund um die Uhr arbeiten, können bereits kleine Positionierungsfehler zu Ausschuss, Produktionsunterbrechungen und unnötigen Betriebskosten führen.
Ryans Team benötigte eine zuverlässigere Wellenbaugruppenlösung, die strenge Konzentrizitätsanforderungen erfüllt und gleichzeitig einem kontinuierlichen industriellen Einsatz standhält.
Auf der Suche nach einem besseren Fertigungspartner
Nach der Bewertung mehrerer Lieferanten konzentrierte sich das Ingenieurteam auf die Suche nach einem Hersteller mit verbesserten Schweißprozesskontrollen und besseren mechanischen Bearbeitungskapazitäten.
Die wesentlichen Anforderungen umfassten:
- Genaue Flansch-zu-Welle-Ausrichtung
- Konsistente Konzentrizität nach dem Schweißen
- Zuverlässige dimensionsgerechte Prüfung
- Wiederholbare Qualität über alle Produktionschargen hinweg
- Kurze Lieferzeiten für die Validierung von Prototypen
Statt lediglich einen weiteren Komponentenlieferanten zu beschaffen, suchte das Team nach einem Fertigungspartner, der in der Lage war, die funktionalen Anforderungen an rotierende Geräte zu verstehen.
Die Lösung
In enger Zusammenarbeit mit der Konstruktionsabteilung des Kunden wurde ein überarbeiteter Fertigungsprozess für die geschweißten Flanschwellenbaugruppen entwickelt.
Mehrere Verbesserungen wurden während der Produktion eingeführt:
Präzisionsbearbeitung vor dem Schweißen
Wesentliche Wellen- und Flanschmaße wurden vor der Montage mit engeren Toleranzen bearbeitet, um eine stabilere Grundlage für den Schweißprozess zu schaffen.
Gesteuerte Schweißverfahren
Spezielle Vorrichtungen wurden eingesetzt, um die Ausrichtung während des Schweißens zu gewährleisten und thermische Verzugseffekte zu minimieren.
Nachbearbeitung nach dem Schweißen
Nach dem Schweißen wurden kritische Oberflächen einer sekundären Bearbeitung unterzogen, um die Maßgenauigkeit wiederherzustellen und eine korrekte Konzentrizität sicherzustellen.
Verbesserte Qualitätsprüfung
Jede Baugruppe wurde vor dem Versand mit hochpräzisen Messgeräten auf Laufgenauigkeit, Ausrichtung und Einhaltung der Maßtoleranzen geprüft.
Die Ergebnisse
Nach Installation und Inbetriebnahme brachten die verbesserten Wellenbaugruppen messbare Verbesserungen im Etikettiersystem hervor.
In den ersten Betriebsmonaten berichtete Ryans Team:
- Deutlich geringere Rotationsvibration
- Verbesserte Etikettiergenauigkeit bei hohen Betriebsdrehzahlen
- Verringerte Häufigkeit des Lagerwechsels
- Gleicherer Maschinenlauf während langer Produktionsläufe
- Größeres Vertrauen in die langfristige Zuverlässigkeit der Anlage
Am wichtigsten war jedoch, dass die Maschine auch unter Spitzenlastbedingungen eine präzise Etikettenpositionierung aufrechterhalten konnte.
Das Ingenieurteam hat das Upgrade-Projekt erfolgreich abgeschlossen und mit der Produktionsbereitstellung fortgefahren.
Kundenfeedback
"Die Verbesserung war bereits während der Tests sofort spürbar. Die Maschinenschwingungen gingen deutlich zurück, und die Etikettenplatzierung wurde wesentlich konsistenter. Die Baugruppen erfüllten die erforderlichen Toleranzen und ermöglichten uns, das Upgrade mit Zuversicht abzuschließen."
Ryan Mitchell
Leiter Ingenieurwesen
Wisconsin, USA