Trommelmotoren für den hygienischen Anlagenbetrieb

Die Antriebe der Fördertechnik haben nicht nur während des Verarbeitungsprozesses hohe Belastungen auszuhalten, sondern auch nach jeder Schicht. Denn dann stehen die Angriffe durch aggressive Reinigungsverfahren an. Deshalb stattet das Werther Unternehmen Schröder Maschinenbau die Bandförderer, die die einzelnen Apparate in den Fleisch- und Fischverarbeitungsanlagen verketten, seit etwa fünf Jahren mit Trommelmotoren des niederländischen Unternehmens Van der Graaf aus. Seit zwei Jahren kommen die GV-Trommelmotoren auch als Antriebe für Injektoren, die Fisch und Geflügel veredeln, zum Einsatz.

Einsatz für Verkettungsprozesse
Vor etwa fünf Jahren sprachen Peter Danwerth, Geschäftsführer bei Schröder, und Christoph Umbach, Leiter der Entwicklung bei Schröder, mit Eberhard Schütz, Geschäftsführer bei Van der Graaf Deutschland, über den Einsatz von Trommelmotoren. Bereits in der Vergangenheit hatten sie gute Erfahrungen mit den Applikationen gesammelt und wollten nun ausprobieren, ob diese den Nutzen von Z-Förderern erhöhen können. Bereits erste Tests bestätigten dies. Für den Antrieb der Kunststoff-Gliedergurte in den Z-Förderern, aber auch für alle anderen modularen Förderbänder, setzt der Maschinenbauer GV-Trommelmotoren mit aufgesetzten Kettenrädern ein. Dazu fräst der Hersteller Nuten in den Trommelmantel; anschließend drückt er Kettenräder auf den Trommelmantel und fixiert sie mit Madenschrauben. Die Gurte der Förderer vor den Max 3 Massierapparaten tragen auf der Laufseite Stollen, so dass sich das Band durch den Formschluss präzise bewegt. Je nach Einsatzfall können die auf den Mantel aufgesetzten Kettenräder auch aus Edelstahl sein. Auf diese Weise ermöglichen die Motoren eine präzise Bandmitnahme. Im Veredelungsprozess fördern lebensmitteltaugliche Kunststoff-Gliedergurte das Rohfleisch, beziehungsweise den Fisch, direkt zu und durch die Anlagen. Entsprechend der Hygienevorschriften sind die Anlagen, einschließlich der Fördertechnik, spätestens nach jeder Schicht zu reinigen und zu desinfizieren. Das heißt, der Betreiber reinigt alle Anlagen mit scharfen, zum Teil chlorhaltigen Laugen. Dabei dringt selbst das Wasser von Dampfstrahl- und Hochdruckreinigungsgeräten nicht ins Innere der Motoren ein. Die Förderbänder nach den Injektoren sowie die folgenden Veredelungsanlagen widerstehen darüber hinaus auch den Angriffen der Salzlake. Beim Antrieb der Förderbänder über herkömmliche Getriebemotoren wäre ein hoher Aufwand für den Schutz aller Antriebskomponenten notwendig.

Vorzüge der Technologie

Zum Schutz der innenliegenden Bauteile, aber auch zum Absichern nach außen, besitzen die Edelstahl-Trommelmotoren sogenannte CR-Dichtungen. Dabei handelt es sich um ein mehrfach wirkendes Dichtsystem, das aus einer äußeren Prallplatte, einem nachgelagerten Mehrfachlabyrinth-System mit schleifender Teflon-Abdichtung und dem NBR-Simmering besteht, der auf einer gehärteten und geschliffenen Edelstahllaufbuchse sitzt. Diese Konstruktionsweise ermöglicht nicht nur eine lange Standzeit, sie verhindert laut Hersteller auch jedweden Ölverlust. Deshalb sind die Motoren für alle Bereiche der Lebensmittelindustrie geeignet. Um den Vorschriften in der Lebensmittelproduktion zu genügen, arbeiten die Trommelmotoren in den fleischveredelnden Anlagen mit entsprechend zugelassenen Ölen. Schütz hebt hervor: „Erst nach 50.000 Arbeits-
stunden steht ein erster Ölwechsel an.“ Im Vergleich zu herkömmlichen Antriebslösungen reduzieren sich neben dem Wartungsaufwand auch die Antriebselemente. Die Kraftübertragung über eine Antriebskette entfällt, denn der Hersteller setzt den Trommelmotor direkt als Antriebs- und Umlenkrolle ein. Das vereinfacht sowohl das Gestalten der Fördertechnik, als auch die Montage und die Reparatur. Schütz erklärt: „Wir statten unsere Trommelmotoren mit Vierkant-Achsenden aus. Das ermöglicht ein spielfreies Befestigen am Bandgerüst, das einen sicheren und zuverlässigen Betrieb ermöglicht. Die Vierkant-Achsenden lassen sich so einbauen, dass die Getriebe der Trommelmotoren stets im Öl laufen. Trotzdem haben wir für den Servicefall vorgesorgt: Der mit dem Trommelmantel verschraubte Enddeckel lässt sich einfach demontieren.“

Antriebe für Geflügelinjektoren
„Nachdem wir etwa drei Jahre lang gute Erfahrungen mit dem Einsatz der Trommelmotoren in unserer Fördertechnik gesammelt hatten“, erinnert sich Danwerth, „haben wir den zweiten Schritt getan und die Motoren auch in unsere Injektoren für das Veredeln von Geflügel und Fisch eingebaut.“ Für den Transport der größeren Fleischstücke in den Pökelinjektoren setzt der Fleischproduzent auf Vorschub mittels Rechen. Zunächst stand als Aufgabe, genau zu testen, ob inkremental gesteuerte Trommelmotoren die Geflügelteile präzise unter die Nadelinjektoren positionieren können. Das angestrebte Stichbild wird durch zwei Register, die hintereinander liegen, erreicht. Das heißt, die Motoren müssen nicht nur kleine und präzise Vorschübe, sondern auch eine hohe Schalthäufigkeit über einen langen Zeitraum realisieren. Beide Anforderungen konnten die Motoren erfüllen. Im praktischen Betrieb positionieren die Applikationen die Geflügelteile auf einer 5 m langen Strecke innerhalb eines Toleranzbereichs von 1 mm. Die Schalthäufigkeit liegt bei 3.600 Schaltungen pro Stunde. Schütz betont: „Dazu brauchten wir die Trommelmotoren nicht einmal modifizieren. Die eingesetzten Modelle TM 100 und TM 127 sind Standardmotoren, deren Leistungsfähigkeit hier zum ersten Mal abgerufen wurde.“

Injektor mit intelligenter Steuerung
„Aufgrund der Präzision des Taktvorschubs“, erläutert Peter Danwerth, „sind wir den nächsten Schritt gegangen und haben einen 5-m-Band-Injektor entwickelt, der die Lake-Einspritzmenge selbständig steuert und regelt. Dazu wird die Einspritzmenge über zwei Wiegestationen kontrolliert und gesteuert.“ Die erste Wiegezelle ermittelt das Gewicht der zugeführten Geflügelstücke vor der Injektion mit der Salzlake. Eine weitere Wiegezelle ermittelt das Gewicht nach der Injektion. Diese Zellen sind unter dem Förderband installiert und messen kontinuierlich. Anhand des festgestellten Gewichts regelt die Steuerung die Injektionsmenge automatisch. Die zweite Wiegezelle kontrolliert die zugeführte Lakemenge und veranlasst im Bedarfsfall ein Nachstellen des Pumpendrucks. Bei 45 Takten pro Minute lassen sich stündlich, je nach Injektor-Version der hier verwendeten Imax IT-Serie, 2 bis 8 t Geflügel marinieren.

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