Ungefähr so lang wie ein Backblech und so breit wie ein DIN-A4-Blatt – mit seinen Maßen 400 × 210 Millimeter zählt das Label eindeutig zu den sehr großen Formaten. Um die Bahn zuverlässig bis zur Spendekante zu führen, konstruierten die Experten des Competence Centers eine speziell ausgelegte PeelAssistPlate. Diese robuste Führungseinheit sorgt dafür, dass das Trägermaterial plan aufliegt und kontrolliert in Richtung Kante geleitet wird. „Die Platte stabilisiert die Folie und ermöglicht eine saubere Trennung zwischen Etikett und Liner“, erklärt Michael Reineke, Leiter des Competence Centers. Dadurch bleibt die Verarbeitung selbst bei diesem außergewöhnlichen Format reproduzierbar und prozessstabil.

Etiketten mit RFID-Chips, steifen, dicken Materialien oder sensiblen Funktionsschichten stellen hohe Anforderungen an den Spendeprozess. Klassische Label-Verarbeitungssysteme können jedoch durch mehrmaliges Umlenken um kleine Rollen empfindliche Materialien und RFID-Chips beschädigen. Ein neues Verspendesystem mit Servoantrieb aus dem Schreiner Competence Center Services setzt genau hier an.

Der Schlüssel liegt in der Bahnspannung: In der industriellen Praxis werden Etiketten meist als Rollenware angeliefert und müssen für die Applikation vom Trägerband abgelöst werden. Dazu wird die Etikettenbahn mechanisch gespannt, indem die Materialrolle gebremst und das Trägerband über eine Spendekante gezogen wird. Um eine gleichmäßige Bahnspannung zu erzielen, kommen dabei üblicherweise sogenannte Tänzerarme und mehrere Umlenkrollen zum Einsatz. Doch die starke Biegung an den Umlenkrollen kann einen RFID-Chip oder DAE beschädigen.

 

Nicht auf Biegen und Brechen

Das neu entwickelte Verspendesystem verzichtet hingegen vollständig auf Umlenkrollen. Die Etikettenbahn wird von der Materialrolle direkt zur Spendekante transportiert. Zudem wird die Oberfläche des Labels nicht berührt. „Die für den Abspendeprozess erforderliche Bahnspannung wird stattdessen über individuell ansteuerbare Servomotore aufgebaut und erlaubt so eine prozesssichere Labelverarbeitung – gerade bei anspruchsvollen Labels“, erläutert Michael Reineke, Leiter des Competence Centers Schreiner Services. Das Risiko des Biegens entfällt damit vollständig. Servoangetriebene Spendesysteme eröffnen so neue Möglichkeiten, um komplexe Funktionsetiketten sicher und prozessstabil in bestehende Linien zu integrieren, auch bei zunehmend anspruchsvollen Designs.

Der Begriff „Servo“ stammt vom lateinischen Verb servire („dienen“) und ist die 1. Person Singular: „servo“ = „ich diene“. In der Technik bezeichnet er automatisch gesteuerte Antriebe oder Systeme, die präzise auf Befehle reagieren. In diesem Fall sorgt der Servoantrieb für die richtige Bahnspannung.

All-in-one klingt oft verlockend: weniger Schritte, weniger Aufwand. Doch manchmal zahlt es sich aus, Prozesse bewusst aufzuteilen. Bei einer Ultraschallschweißeinheit für Druckausgleichselemente (DAE) hat das Team vom Schreiner Competence Center Services genau das getan. Ein Ansatz, der Stabilität und Prozesssicherheit spürbar steigert.

Bei vielen Anwendungen muss die Sonotrode beim Ultraschallschweißen von Membranen gleich doppelt ran: Sie stanzt oder schneidet zunächst die Membran aus und verschweißt sie dann mit dem Bauteil. Damit braucht sie zwangsläufig scharfe Kanten, was sie anfällig macht für Verschleiß. Mehrere potenzielle Fehlerquellen sind die Folge, gerade bei großen Stückzahlen ein Risiko.

Genau hier setzt die neue Lösung an: Sie trennt den bisherigen Prozess bewusst in zwei Schritte, indem vorgestanzte Membranen eingesetzt werden. Dieser Schritt erfolgt bei der Schreiner Group an Hochleistungs-Stanzmaschinen in der Serienproduktion. „Dann kann sich die Sonotrode wieder auf ihre eigentliche Aufgabe konzentrieren: das präzise und prozesssichere Verschweißen. Ohne zusätzliche Schneidfunktion bleibt ihre Geometrie stabil, die Standzeit deutlich höher. Das Ergebnis ist ein robuster, langlebiger Prozess mit viel weniger Ausfallpotenzial“, erläutert Michael Reineke, Leiter des Competence Center Services.

Alles dran – und noch mehr drin

Ein weiterer Vorteil der neuen Einheit liegt im automatisierten Handling der Membranen. Während bei anderen Verarbeitungsprozessen bei Ultraschallschweißanlagen die Membranen oft manuell platziert werden müssen, übernimmt das in diesem Fall ein präzises Spendesystem. Es führt die vorgestanzten Membranen automatisch und exakt unter die Sonotrode. Das erhöht die Wiederholgenauigkeit, reduziert den Bedienaufwand und minimiert das Risiko von Positionierungsfehlern im laufenden Prozess.

Zudem ist eine Airflowmessung direkt in die Anlage integriert. Sie prüft direkt nach der Fertigung, ob das Druckausgleichselement seine Aufgabe zuverlässig erfüllt. Zusammen mit der Sonotrode, die nur noch eine Aufgabe zu erfüllen hat, und dem automatisierten „Verfahren“ der Membranen entsteht so eine Lösung, die konstant hohe Bauteilqualität und Prozesssicherheit garantiert.

Geht es um den Einsatz von RFID, kommt es unter anderem auf Präzision, Belastbarkeit – und smarte Lösungen an. Doch was passiert, wenn man diese Eigenschaften unter Extrembedingungen testet? Die Forschungs- und Entwicklungsabteilung der Schreiner Group hat genau das herausgefunden. Mit einem eigens entwickelten Demonstrator zeigt sie eindrucksvoll, was die hauseigene Robust RFID-Technologie aushält – kompromisslos, zuverlässig und überzeugend.

Alles begann mit einer simplen, aber entscheidenden Frage: Wie lässt sich die Belastbarkeit und Funktionalität der Robust RFID-Chips anschaulich und verständlich demonstrieren? „Unsere Kunden erwarten absolute Zuverlässigkeit, auch unter extremen Bedingungen. Das wollten wir auf eine neue Art greifbar machen“, erklärt Johannes Becker, Leiter des Competence Centers Schreiner LogiData. Anders als bei den üblichen Qualitätsprüfungen im Haus sollte diesmal ein mobiler Testaufbau entstehen – entwickelt speziell für den Einsatz auf der Logistikmesse LogiMAT.

Am Anfang stand die Untersuchung der physikalischen Machbarkeit – welches Gewicht kann man aus welcher Höhe auf das Etikett fallen lassen, um die Schutzwirkung der Technologie wirkungsvoll zu demonstrieren. „Im nächsten Schritt ging es um die Rahmenbedingungen: Wie groß darf die Konstruktion sein? Und wie lässt sich der Test zuverlässig und reproduzierbar gestalten?“, ergänzt der Leiter des Competence Centers Services, Michael Reineke. Die Lösung: ein simpler Aufbau aus Fallturm, Basisplatte und Gewicht. Am Computer entworfen, nahm der Prototyp im Competence Center Schreiner Services schließlich Form an.

Eine Konstruktion für Extremsituationen

Der Demonstrator erinnert ein wenig an eine Mini-Guillotine: Ein Zug am Band löst den Mechanismus aus. Durch das Betätigen eines Hebels wird ein Mechanismus ausgelöst, der ein Gewicht aus definierter Höhe auf den RFID-Chip stürzen lässt. Anschließend wird der Chip ausgelesen, um die Funktion zu überprüfen. Selbstverständlich ist der Demonstrator so konstruiert, dass sich niemand beim Testaufbau verletzt – ein nicht unwesentlicher Faktor für den Einsatz auf Messen oder bei Kunden. Der Aufbau ist handlich, robust und vor allem sicher.

Kompakt, aber wirkungsvoll

Mit knapp einem Meter Höhe und rund zehn Kilogramm Gewicht ist der Demonstrator kompakt, aber dennoch eindrucksvoll. Er steht nicht nur für die Robustheit der RFIDTechnologie, sondern auch für die abteilungsübergreifende Zusammenarbeit bei der Schreiner Group. Und der „freie Fall“? Der ist weit mehr als nur ein Test, denn er zeigt auf eindrucksvolle Weise, dass Zuverlässigkeit und Widerstandsfähigkeit keine bloßen Werbeversprechen, sondern gelebte Technologie sind.

Eigentlich klang der Auftrag ganz simpel: die Applikation eines Siegels auf die Kunststofffläche von zwei Gehäusehälften, um Manipulationen vorzubeugen. Doch oft sind es ja die vermeintlich einfachen Dinge, die sich als besonders herausfordernd entpuppen. „Anders als bei herkömmlich ebenen Flächen sollte das Siegel in ein Gehäuse an einer schwer zugänglichen und auch noch gebogenen Stelle appliziert werden“, erklärt Michael Reineke, Leiter des Competence Centers Schreiner Services. Der Ehrgeiz des Teams war geweckt, zumal der Kunde den bisherigen rein händischen und fehleranfälligen Prozess grundlegend optimieren wollte. Das Ziel: eine verbesserte Geschwindigkeit und vor allem eine deutlich höhere Prozesssicherheit.

Dazu fuhren die Experten der Schreiner Group zweigleisig: Die Entwicklungsmanager kümmerten sich in viel Feinarbeit und genauesten Abstimmungen um das mit diversen Sicherheitsmerkmalen versehene Siegel, während es ein paar Räume weiter darum ging, eine Appliziermaschine für diesen Spezialfall zu entwerfen. Dabei spielte das Material des Stempelkissens, welches das Siegel anpresst, ebenso eine Rolle wie die rotative Bewegung, die aufgrund des Aufbringewinkels erforderlich war.

Knapp ein halbes Jahr dauerte es, dann war die maßgeschneiderte Lösung fertig. Das Ergebnis: Die schnelle, präzise und zuverlässige Applikation eines individuellen Sicherheitssiegels. Das Siegel, welches extra nach den Prüfregeln des Bundesamtes für Sicherheit (BSI) freigegeben werden musste, bildet nun in Kombination mit der Maschine eine Komplettlösung. „Für uns als Hersteller“, erläutert Thomas Anderson, Projektmanager bei Stoneridge Electronics, „ist es von großer Bedeutung, dass unsere Produkte eine absolut präzise Überwachung der Lenk- und Ruhezeiten ermöglichen – und diese Lösung führt dazu, dass unser SE5000 noch smarter wird. Was sicherlich auch zu der erfolgreichen Umsetzung des Projektes beigetragen hat, waren die vertrauensvolle Zusammenarbeit mit allen Beteiligten bei der Schreiner Group und die professionelle Kundenbeziehung.“ Aus dem ganz simplen Auftrag entwickelte sich ein Zusammenspiel aus Expertise und Innovationskraft, mit der Stoneridge nicht nur seine Position am Markt stärken, sondern nun auch neue Standards für Sicherheit und Effizienz in der Transportbranche setzen kann.

Zwei Komponenten sind es, die die Schreiner Lösung ausmachen: zum einen der sogenannte Folding Frame (Faltrahmen) und zum anderen das Folding-Frame-Verarbeitungssystem. Doch was macht diese Lösung so besonders?

Folding Frame (Faltrahmen)

Im Gegensatz zu Varianten mit Flüssigklebstoff, bei denen lange Aushärtezeiten oft die Fertigung verzögern und das Fließverhalten des Klebers eine hundertprozentig passgenaue und saubere Verklebung meist unmöglich macht, ist diese Variante mit schaumbasierten Klebebändern schnell, leicht und umweltfreundlich. Denn durch die Herstellung einer kleinen, faltbaren Rahmenversion kann ein vollflächiger Außenrahmen vermieden und der Materialverbrauch bei der Produktion signifikant gesenkt werden. Beim Folding Frame wird das klebende Material platzsparend nebeneinanderliegend gefertigt. Die Klebestreifen bleiben dabei an den Ecken zusammenhängend verbunden, um später die Dichtigkeit zu gewährleisten – ein großer Pluspunkt im Vergleich zu herkömmlichen Klebestreifenlösungen.

Folding-Frame-Verarbeitungssystem

Richtig „rund“ und einzigartig wird die eckige Klebelösung allerdings erst durch den Einsatz des Folding-Frame-Verarbeitungssystems: Damit können die Klebestreifen absolut präzise positioniert werden. „Wir haben uns im Competence Center Gedanken gemacht, wie wir das Aufbringen der Klebebänder vereinfachen und gleichzeitig eine absolut hohe Präzision gewährleisten können“, fasst Michael Reineke vom Competence Center Schreiner Services die Ausgangslage zusammen. Herausgekommen ist eine halbautomatische Applikationsanlage, welche die Klebestreifen aufgreift, sie zu einem Rahmen auseinanderklappt und die Bauteile miteinander verbindet. Eine hohe Appliziergenauigkeit und Reproduzierbarkeit ist damit garantiert. Für den Kunden bedeutet das: eine deutliche Zeit- und Kostenersparnis sowie weniger mögliche Verarbeitungsfehler aus händischen Prozessen.

Eingesetzt werden kann das Verarbeitungssystem immer dann, wenn Formen mit mindestens vier Ecken vorhanden sind. Die zum Patent angemeldete Folding Frame Solution ist ebenso effizient wie vielseitig: „Ob es um die präzise Befestigung von Displays geht“, erklärt Produktmanager Markus Loris von Schreiner ProTech, „den Ausgleich von Unebenheiten oder Höhenunterschieden, die Dämpfung von Vibrationen oder die staub- und spritzwasserdichte Abdichtung: Die Folding Frame Solution ist dank ihrer Vielseitigkeit und Stärke in den verschiedensten Branchen einsetzbar und wird dem Leichtbautrend in der Industrie absolut gerecht.“

Die spritzwasser- und temperaturbeständige Folding Frame Solution ist nicht nur eine echte Alternative auf dem Markt, sondern auch ein gutes Beispiel dafür, wie dank eines eingespielten Teams Produkt und passendes Verarbeitungssystem bei der Schreiner Group aus einer Hand geliefert werden können.

Die Aufgabenstellung des Kunden an das Team vom Competence Center Schreiner Services war eindeutig: Musterbauteile sollten zuverlässig mit einem Öffnungssiegel verschlossen werden. Die Herausforderung: Das manuell betriebene Verarbeitungssystem sollte bei verschiedenen Bauformen gleich präzise funktionieren und auch Siegel um die Kante applizieren können. Entstanden ist mit dem neuen Siegelapplikator eine kundenindividuelle Lösung, deren Ergebnisse überzeugen.

Es ist die Mischung aus manuellen und automatischen Elementen, die diesen Siegelapplikator so einzigartig macht. Während das Etikett automatisch von der Rolle unter den Stempel gespendet wird, wird der Stempel manuell betätigt, um das Etikett zu applizieren. Eine Führungsschiene sorgt bei diesem Schritt dafür, dass das Siegel ganz präzise immer an der gleichen Stelle sitzt.

„Unser Unterbewusstsein entscheidet subjektiv ganz stark über die Qualität eines Produktes“, erklärt Michael Reineke, Leiter des Competence Centers Schreiner Services. „Sitzt das Siegel jedes Mal irgendwie anders und alles wirkt wie Kraut und Rüben, so zweifeln wir automatisch auch an der Wertigkeit des Produkts. Wenn wir aber durch unser reproduzierbar und präzise appliziertes Etikett die herausragenden Eigenschaften eines Produktes noch aufwerten können, erhöht sich dadurch die Wertigkeit des Produkts.“ Für die manuelle und einfach zu handhabende Applikation hatte man sich aus Kostengründen entschieden, da es zunächst nur um die Produktion kleiner Stückzahlen geht.

Die Entwicklung des Siegelapplikators dauerte nur wenige Wochen, da die Experten der Schreiner Group auf bereits bestehenden Versionen aufbauen und durch ihr Fachwissen schnell eine neue, kundenindividuelle Lösung schaffen konnten. Aufgrund der Anforderung, dass in der Maschine auch Bauformen unterschiedlicher Größe zum Einsatz kommen sollen, konstruierte das Team Werkstückaufnahmen auf Schnellwechselvorrichtungen: Diese sind individuell an jedes Bauteil angepasst und garantieren somit, dass das Verschlusssiegel immer an der richtigen Stelle klebt. So können mit einem Handgriff auch unterschiedliche Werkstücke nacheinander bearbeitet werden – schnell, unkompliziert und ganz exakt.

Das Besondere: Bei den einzelnen Arbeitsschritten wird ein Funktionsetikett auf einen dreidimensionalen Körper mit einem Winkel von knapp 360 Grad mit höchster Präzision angebracht – Funktionskontrolle via dreiseitiger Bildkontrolle und Spannungsmessung inklusive.

„Anrollen, Spenden und Applizieren gehören zu unserem Standard. Doch diese Art der Verarbeitung hat wirklich Seltenheitswert und ist extrem schwierig“, erläutert Andreas Litzlbeck, Projektleiter für Automationslösungen. Bei all der Herausforderung liefert die Maschine im Sekundentakt prozesssichere, reproduzierbare und hochpräzise Ergebnisse – Punkte, auf die nicht nur Kunden aus der Automobilindustrie großen Wert legen.

Rund ein Jahr hat es gedauert von der Idee bis zum Endprodukt − und man merkt, wie viel Herzblut in dem gesamten Projekt steckt, wenn auch Michael Reineke, Leiter des Competence Centers Schreiner Services, voll Leidenschaft von einem „technischen Leckerbissen“ spricht: „Ich freue mich, dass wir hier dank unseres Know-hows zu einem Spezialetikett auch die komplexe Verarbeitungsmaschine liefern konnten. Bei einer Innovation jede kleine Änderungsschleife mitzugehen, kreativ und konstruktiv zu gestalten, das ist immer eine Herausforderung – doch die nehmen wir gerne an.“

Flach, zylinderförmig oder quadratisch – Labels auf Produkte mit so unterschiedlichen Formen in einer Anlage zu applizieren, erscheint unmöglich. Ist es aber nicht! Die Experten von Schreiner Services haben hier ein passendes Präzisions-Spende-Applikationssystem entwickelt. Verschiedene Labelvarianten lassen sich mit einem wechselbaren, maßgeschneiderten Applikator verarbeiten – und das mit sehr hoher Genauigkeit:

Die maximale Präzision wird durch eine schwimmende Lagerung und Zentrierung über dem Werkstück erreicht. Außerdem wird der Stempel zusätzlich zum Produkt ausgerichtet. Der Spender stellt sich dabei automatisch auf geänderte Labeldimensionen ein, die ihm durch die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) übergeben werden.

Ein schnell wechselbarer Applikatorkopf mit Codierung stellt sicher, dass der richtige Stempel zum Label eingesetzt wird. Hierfür dienen ein codierter Schnellwechselsatz für den Applikatorstempel sowie die SPS-gesteuerte elektrische Verstellung des Spendesystems auf die gewünschte Labelgröße. Dabei sind bis zu 120 Varianten und Wechselsätze möglich.

Das Spendegerät ermöglicht die automatisierte Etikettierung von Vials und Infusionsflaschen. Es kann für unterschiedliche Vialgrößen, Flaschenformen und Gefäßdurchmesser individuell und flexibel eingestellt werden. Das Gerät ist schnell und ohne Aufwand für den nächsten Auftrag umgerüstet und einfach zu bedienen.

Auf dem Spendesystem können von sehr kleinen Vials mit engen Radien bis hin zu großen Flaschen alle Glasgefäße verarbeitet werden. Möglich sind Behälterdurchmesser von mindestens 15 Millimeter bis maximal 170 Millimeter. Die zu verarbeitende Flaschenhöhe beträgt abhängig von deren Form zwischen 35 und 250 Millimeter.

Das halbautomatische Etiketten-Spendesystem ist geeignet für die Etikettierung von Pharmazeutika in der klinischen Forschung, für Kleinstmengen, die Abwicklung von Sonderauflagen und für sehr teure Pharmaprodukte, die in niedrigen Stückzahlen produziert werden.

Schritt 1
Vial einlegen und positionieren.

Schritt 2
Verspendung auslösen. Das Etikett legt sich automatisch um das Vial.

Schritt 3
Das Etikett ist sauber und exakt auf dem Vial appliziert.