Förderbänder im Reinraum

Abrieb vermeiden

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16.03.2010 Die Ansprüche an die Oberflächengüte von technischen Teilen sowie die gesetzlichen Anforderungen beispielsweise bei pharmazeutischen Produkten verlangen oftmals nach einer Fertigung beispielsweise von Kunststoffteilen unter Reinraumbedingungen oder in sogenannten „kontrollierten Zonen“. In diesem Zusammenhang stellt sich dann zwangsläufig auch die Frage nach geeigneter Fördertechnik.

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Entscheider-Facts Für Anwender

  • Trotz normierter Reinraumklassifikationen gibt es keine allgemein gültige Spezifikation, wie zum Beispiel die Förderbänder ausgeführt sein müssen, um für die entsprechende Reinraumklasse geeignet zu sein.
  • Die grundsätzlichen Forderungen bestehen dabei im weitestgehenden Vermeiden jeglicher Form von Abrieb sowie einer einfachen Reinigung.
  • Ob der Gurt Abrieb erzeugt, hängt von vielen unterschiedlichen konstruktiven Merk-malen des Förderbandes ab.
  • Um Abrieb zu vermeiden, sollte die Fördergeschwindigkeit so gewählt werden, dass das Förderband nicht schneller läuft als für die jeweilige Aufgabenstellung notwendig.
  • Bei besonderen Ansprüchen hinsichtlich der zugelassenen Materialien für produktberührte Teile können die Förderband-Profile mit einer speziellen FDA-zugelassenen Beschichtung versehen oder mit Edelstahl belegt werden.

Trotz normierter Reinraumklassifikationen gibt es keine allgemein gültige Spezifikation, wie zum Beispiel die Förderbänder ausgeführt sein müssen, um für die entsprechende Reinraumklasse geeignet zu sein. Es gibt zwar Institute, die Partikelmessungen an Förderbändern durchführen, allerdings sind die Förderaufgaben so unterschiedlich, dass hiervon keine Allgemeingültigkeit abgeleitet werden kann. Schon eine geänderte Bandgeschwindigkeit, abweichende Abmessungen oder veränderte Belastungsfälle sorgen für deutlich abweichende Ergebnisse.

Aus diesem Grund muss in der Regel je nach konkreter Aufgabenstellung und nach Kundenphilosophie entschieden werden, welche Ausstattungsmerkmale im Detail notwendig sind. Die grundsätzlichen Forderungen bestehen dabei unbedingt im weitestgehenden Vermeiden jeglicher Form von Abrieb sowie einer einfachen Reinigung.

Wichtigste Forderung: Abrieb vermeiden

Eine regelmäßige Forderung besteht darin, Gurte mit FDA-Zulassung einzusetzen. Hierbei wird allerdings lediglich die Oberfläche bzw. das Material des Gurtes spezifiziert. Ob der Gurt Abrieb erzeugt, hängt von anderen konstruktiven Merkmalen des Förderbandes ab. Hier spielt es beispielsweise eine wichtige Rolle, ob der Gurt zwangsgeführt wird. Hier werden dann häufig Nuten in den Antriebs- und Umlenkrollen vorgesehen, in denen eine Keilleiste läuft, die an der Gurtunterseite befestigt ist. Die bessere Möglichkeit besteht darin, ballig gedrehte Rollen einzusetzen, um Abrieb – auch im Bandkörper – konsequent zu vermeiden.

Bei abgewinkelten Förderbändern spielt zudem die sogenannte Querstabilität des Gurtes eine entscheidende Rolle. Diese Eigenschaft sorgt dafür, dass die Gurte im Bandknick keine Beule werfen und sauber in den seitlichen Führungsrollen laufen. Insbesondere an dieser Stelle eines Förderbandes zeigen sich die qualitativen Unterschiede, denn Abrieb ist letzten Endes nichts anderes als Verschleiß. Um diesen zu vermeiden, wurde eine Technik entwickelt, um auch bei sich ändernden Förderwinkeln zwischen 0 und 60° eine immer gleich bleibende Gurtspannung zu erzielen.
In diesem Zusammenhang ist noch festzustellen, dass die geschlossenen Oberflächen von Gurtförderbändern in Reinraumumgebungen sich deutlich besser reinigen lassen als beispielsweise Kunststoff- oder Edelstahl-Gliederbänder. In den Scharnierbändern sammelt sich immer wieder Schmutz bzw. die Vielzahl der kleinen Scharniere erzeugt einen nicht unerheblichen Abrieb. Auch wenn zum Beispiel Schmier- oder Kühlstoffe auf die Bandoberfläche tropfen, haben geschlossene Gurte deutliche Vorteile, da Verschmutzungen einfach – etwa mit Isopropanol oder sonstigen Reinigungsmitteln – abgewaschen werden können.

Im Fokus: Fördertechnik undFördergeschwindigkeit

Neben dem eigentlichen Abrieb muss die Fördertechnik so ausgeführt sein, dass sich möglichst keine „toten Ecken“ oder schwer zu reinigende Bereiche ergeben. Hier stellen viele Standardmotoren häufig insofern ein Problem dar, als dass sie zum einen über Kühlrippen verfügen, die schwer zugänglich sind. Darüber hinaus soll häufig auch die Luftverwirbelung durch einen Motorkühler verhindert werden. Hier bieten sich entweder in den Bandkörper integrierte Antriebskonzepte oder Trommelmotoren an. Beide Konzepte haben den Vorteil, dass sie glatte Oberflächen am Bandkörper ermöglichen. Die Trommelmotoren können darüber hinaus komplett auf Lüfter verzichten und stellen somit für Reinraumanwendungen in der Regel die erste Wahl dar. Ebenso entfällt bei Trommelmotoren jeglicher Wartungsaufwand, wie etwa für Kettenschmierung oder ähnliches

Um Abrieb zu vermeiden, sollte die Fördergeschwindigkeit so gewählt werden, dass das Förderband nicht schneller läuft als für die jeweilige Aufgabenstellung notwendig. Hier bieten sich insbesondere Taktsteuerungen an, die das Förderband nur dann laufen lassen, wenn zum Beispiel auch die Produktionsmaschine tatsächlich läuft. Diese Art der Steuerung hat neben dem Vermeiden von Abrieb zusätzlich den positiven Nebeneffekt der Energieeinsparung und dem Vermeiden von Verschleiß.
Häufig werden zum Beispiel in der Kunststoffindustrie Förderbänder und Spritzgießmaschine auch in einem Bereich außerhalb des eigentlichen Reinraumes aufgestellt, wenn die Maschine beispielsweise mit einem Laminarflow-Modul ausgestattet ist und die Teile über ein gekapseltes Förderband in den Reinraum transportiert werden. Hier ist es dann von Bedeutung, dass das Förderband entsprechend gut gegen Umgebungseinflüsse gekapselt ist. Hierzu werden in der Regel Abdeckungen aus Polycarbonat, Aluminium oder Edelstahl eingesetzt. Dabei ist darauf zu achten, dass diese Abdeckungen so ausgeführt werden, dass eine einfache Reinigung möglich ist. Ebenso muss die Anbindung an den Reinraum entsprechend dicht ausgeführt werden.
Bei besonderen Ansprüchen hinsichtlich der zugelassenen Materialien für produktberührte Teile können die Förderband-Profile mit einer speziellen FDA-zugelassenen Beschichtung versehen werden. Alternativ können die Innenseiten des Förderbandes mit Edelstahl ausgekleidet werden oder auf den Gurten Führungshilfen wie Wellkanten oder Längsleisten aus FDA-zugelassenen Materialien aufgebracht werden. Die Führungshilfen auf den Gurten haben dabei den Vorteil, dass das Fördergut keinerlei Relativbewegung zu feststehenden Seitenführungen aufweist und somit möglichst schonend und abriebarm transportiert wird.

Es gibt keinen allgemeingültigenKönigsweg

Gerade im Kunststoffbereich gilt es darüber hinaus, statische Aufladungen an den Produkten möglichst abzuleiten, um eine Staubanhaftung zu vermeiden. Hierbei spielen neben entsprechend antistatischen Laufdecken auch Zusatzanbauten wie Ionisationsgeräte eine große Rolle. Diese können beispielsweise auf den Polycarbonatabdeckungen montiert werden und bei Bedarf mit zusätzlichen Lüftern oder Luftanschlüssen versehen werden. Hier schließt sich dann auch wieder der Kreis zu den Antriebseinheiten, da eine langsame Bandgeschwindigkeit mit einer längeren Einwirkdauer der Ionisation einhergeht und entsprechend für bessere Ergebnisse sorgt.

Fazit: Aus den geschilderten Möglichkeiten zeigt sich, dass es bei der Auslegung von Förderbändern für Reinraumanwendungen keinen allgemein gültigen Königsweg gibt. Vielmehr muss im Detail auf Basis der jeweils spezifischen Anforderungen eine sinnvolle Ausstattung konfiguriert werden.

 

Heftausgabe: März 2010
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Hardy Schürfeld , Geschäftsführer MTF Technik

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Hardy Schürfeld , Geschäftsführer MTF Technik
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