steckverbinder in der lebensmittelindustrie

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20 elektronik journal 08/2015 Steckverbinder Zeitersparnis www.elektronik-journal.de E ine optimale Fertigung setzt voraus, dass man die zur Verfügung stehende Produktionszeit maximal ausnutzt. Das ist in der Getränke- und Lebensmittelindustrie nicht anders als in ande- ren Branchen. Aber gerade in der industriellen Her- stellung und Verarbeitung von Lebensmitteln und Getränken sind die Ausfallzeiten besonders hoch. In vielen Produktionslinien überschreitet die jährliche Ausfallzeit 400 Stunden, was wiedeum zu Lieferver- zögerungen führt und nachfolgende Aufträge in Rückstand geraten lässt. Bis die Folgen einer Unterbrechung bereinigt sind, muss das Management eingreifen, eine Planumstel- lungen erfolgen oder es die Vertriebsleistungen ver- ändert werden. Der mit Wartungs- oder Reparatur- arbeiten verbundene Anlagenausfall kann – je nach Auslastung – Kosten von 5000 bis 50.000 Euro pro Stunde verursachen. Leicht gesteckt statt fest verdrahtet Immer, wenn es um Tempo und Zuverlässigkeit geht, können gesteckte Verbindungen ihre Stärke gegen- über fest verdrahteten Lösungen ausspielen. Über Steckverbinder versorgte Endgeräte wie Motoren, Frequenzumrichter, Heizgeräte und Lüftungen lassen sich wesentlich schneller entkoppeln, austauschen und/oder warten als vergleichbare fest verdrahtete Geräte. Während man für das Schließen oder Lösen eines Steckverbinders maximal 30 Sekunden benötigt, dauert das Lösen und Wiederherstellen einer Fest- verdrahtung durchschnittlich rund eine Stunde. Eine Steckverbindung ist also um mehr als den Faktor 100 Zeit ist Geld Steckverbinder in der Lebensmittelindustrie Minimale Ausfallzeiten sind in der Industrie ein entscheidender Faktor, so auch in der indus- triellen Lebensmittelverarbeitung. Ungeplante Ausfälle, aber auch Wartungs-, Rüst- oder Reinigungsarbeiten können hohe Ausfallkosten verursachen. Dabei ließen sich diese Kosten schon mit Steckverbindern statt verdrahteten Verbindungen minimieren. Autoren: Levon Altunyan, Florian Hackemeier Bilder: Harting Auch bei Robotern zum Verpacken von Schokolade sorgen Steckver- binder für höhere Flexibilität.

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Page 1: Steckverbinder in der Lebensmittelindustrie

20 elektronik journal 08/2015

Steckverbinder Zeitersparnis

www.elektronik-journal.de

Eine optimale Fertigung setzt voraus, dass man

die zur Verfügung stehende Produktionszeit

maximal ausnutzt. Das ist in der Getränke-

und Lebensmittelindustrie nicht anders als in ande-

ren Branchen. Aber gerade in der industriellen Her-

stellung und Verarbeitung von Lebensmitteln und

Getränken sind die Ausfallzeiten besonders hoch. In

vielen Produktionslinien überschreitet die jährliche

Ausfallzeit 400 Stunden, was wiedeum zu Lieferver-

zögerungen führt und nachfolgende Aufträge in

Rückstand geraten lässt.

Bis die Folgen einer Unterbrechung bereinigt sind,

muss das Management eingreifen, eine Planumstel-

lungen erfolgen oder es die Vertriebsleistungen ver-

ändert werden. Der mit Wartungs- oder Reparatur-

arbeiten verbundene Anlagenausfall kann – je nach

Auslastung – Kosten von 5000 bis 50.000 Euro pro

Stunde verursachen.

Leicht gesteckt statt fest verdrahtet

Immer, wenn es um Tempo und Zuverlässigkeit geht,

können gesteckte Verbindungen ihre Stärke gegen-

über fest verdrahteten Lösungen ausspielen. Über

Steckverbinder versorgte Endgeräte wie Motoren,

Frequenzumrichter, Heizgeräte und Lüftungen lassen

sich wesentlich schneller entkoppeln, austauschen

und/oder warten als vergleichbare fest verdrahtete

Geräte. Während man für das Schließen oder Lösen

eines Steckverbinders maximal 30 Sekunden benötigt,

dauert das Lösen und Wiederherstellen einer Fest-

verdrahtung durchschnittlich rund eine Stunde. Eine

Steckverbindung ist also um mehr als den Faktor 100

Zeit ist GeldSteckverbinder in der Lebensmittelindustrie

Minimale Ausfallzeiten sind in der Industrie ein entscheidender Faktor, so auch in der indus-

triellen Lebensmittelverarbeitung. Ungeplante Ausfälle, aber auch Wartungs-, Rüst- oder

Reinigungsarbeiten können hohe Ausfallkosten verursachen. Dabei ließen sich diese Kosten

schon mit Steckverbindern statt verdrahteten Verbindungen minimieren.

Autoren: Levon Altunyan, Florian Hackemeier

Bild

er: H

artin

g

Auch bei Robotern zum Verpacken

von Schokolade sorgen Steckver-

binder für höhere Flexibilität.

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elektronik journal 08 / 2015 21www.elektronik-journal.de

schneller. Das lässt sich am Beispiel der Umrüstung

von Mischbehältern für unterschiedliche Endproduk-

te verdeutlichen. Mögliche Ausfallzeiten verkürzen

sich hier durch den Einsatz von Steckverbindern

wesentlich, im Extremfall um den oben genannten

Faktor. Auch die Ausfallzeiten durch Cleaning in Place

(CIP) und Cleaning of Place (COP), was in der Regel

das Trennen elektrischer Komponenten erforderlich

macht, lassen sich mithilfe von Steckverbindern ver-

kürzen. Wird zudem ständig Ersatz für eventuell aus-

fallende Geräte und Bauteile bereitgehalten, verrin-

gern sich die Ausfallzeiten auch dank modularisierter

Schnittstellen zusätzlich.

Vorkonfektioniert und getestet

Ein weiteres Mittel, um Stillstandzeiten zu reduzieren,

beispielsweise aufgrund von Verschleißreparaturen,

Umbau von Produktionslinien oder durch Inbetrieb-

nahme neuer Maschinen, sind vorkonfektionierte

Kabelstränge. Denn vorab montierte und komplett

getestete Kabelbäume weisen eine wesentlich gerin-

gere Fehlerquote auf als manuell verdrahtete Lösun-

gen. Jede Stunde Maschinenverfügbarkeit, die sich

durch den Einsatz von Steckverbindern gewinnen

lässt, bringt eine erhebliche Kostenreduktion mit sich.

Aufgrund erhöhter Hygieneanforderungen (wie für

FDA21 CFR §177 und EN-1672-2) war der Einsatz von

Steckverbindern in der Lebensmittelkontakt- und in

Speziell entwickelte Steckverbinder in Anlagen der in-

dustriellen Lebensmittelverarbeitung haben gegenüber

fest verdrahteten Verbindungen den Vorteil, dass die

Stillstandzeiten bei Reparatur- und Wartungsarbeiten

deutlich kürzer sind und damit verbunden auch wesent-

lich geringere Produktionsausfallkosten anfallen.

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Am Beispiel durchschnittlicher Ausfallkosten lässt sich das

Einsparungspotenzial veranschaulichen.

Page 3: Steckverbinder in der Lebensmittelindustrie

22 elektronik journal 08 / 2015

Steckverbinder Zeitersparnis

www.elektronik-journal.de

der Spritzzone bisher teils umständlich und teils nicht

realisierbar – sowohl für Anlagenhersteller als auch

für Betreiber. Daher sind in der Vergangenheit die

Versuche, eine höhere Modularisierung in den Anla-

gen der Lebensmittelindustrie zu erreichen, oft an

den fehlenden passenden Steckverbinderlösungen

gescheitert.

Einhaltung der Hygienestandards

Nun hat Harting seine Industrie-Baureihe Han spe-

ziell für das Umfeld der Lebensmittelindustrie mit

den Food-and-Beverage-Steckverbindern (F+B) opti-

miert. Um den Hygieneanforderungen entgegenzu-

kommen, hält das patentierte Design insbesondere

große Radien ein und weist besonders glatte Ober-

flächen auf. Das verwendete Material ist ein PP-Kunst-

stoff, der resistent gegen Ecolab-zertifizierte Reini-

gungsmittel ist.

Bei der Auswahl der Reinigungsmittel für die Mate-

rialtests achtete Harting darauf, dass sie möglichst

viele verschiedene, reinigungsrelevante Bestandteile

enthalten, um so ein möglichst großes Spektrum der

in der Lebensmittelindustrie verwendeten Reiniger

abzudecken.

Resistenz gegen Reinigungsmittel

Die Steckverbinder der F+B-Reihe sind so konzipiert,

dass sich keine äußerlichen Schmutznester bilden

können. Ihr Design verhindert somit die Anhaftung

von Bakterien und die Kontaminierung von Anlagen.

Alle verwendeten Kunststoffe verfügen zudem über

eine FDA21-Zulassung. Die US-amerikanische FDA

(Food and Drug Administration) im Department of

Health and Human Services reglementiert den Import

und den Vertrieb von Produkten, die zur Herstellung

oder Bearbeitung von Lebensmitteln benötigt werden.

Für die Zulassung werden Produkte speziell auf

giftige Bestandteile untersucht, um das Risiko für den

Verbraucher zu minimieren. Alle weichen Produkt-

komponenten wie Dichtungen und Verschlussele-

mente sind in blauer Farbe ausgeführt, um das Detek-

tieren von Fremdkörpern mithilfe von Überwachungs-

kameras zu erleichtern, da die blaue Farbe bis auf

wenige Ausnahmen nicht auf natürliche Weise in

Lebensmitteln vorkommt. Die Schutzklassen IP67/

IP69K des Han-F+B-Steckverbinders bleiben auch bei

täglicher Reinigung mit aggressiven Reinigern und

hohen Drücken bestehen.

Bei den Steckverbindern der F+B-Serie liegt der

Fokus auf einer optimalen Abbildung der Kunden-

schnittstelle, da sie sich insbesondere durch die unter-

schiedlichen Möglichkeiten der Kontaktübertragung

auszeichnen. Zurzeit stehen 25 verschiedene Einsät-

ze für die Anbindung und Übertragung von Bussys-

temen, Signalen und Leistungen bis 40 A zur Verfü-

gung und RJ45-Schittstellen ermöglichen beispiels-

weise auch den Einsatz moderner Profinet-Architek-

turen. Der Anwender erreicht so eine hohe Flexibili-

tät bei der Auswahl der Verbindungskomponenten,

wodurch sich nicht nur Zeit, sondern auch viel Geld

einsparen lässt.

Ergänzend konfektioniert Harting auch Leitungen

und Schnittstellen entsprechend ihren spezifischen

Anforderungen vorab industriell. Dabei sind neben

Gehäusen, die am Schaltschrank fixiert werden, auch

Kabel-zu-Kabel-Lösungen mit Kupplungsgehäusen

möglich. (pet) ■

Autoren

Levon Altunyan

Marktmanager bei Harting Electric

in Espelkamp.

Florian Hackemeier

Produktmanager bei Harting

Electric in Espelkamp.

infoDIREKT 111ejl0815

Links: Die Wartungs-

zeiten in der Lebens-

mittelindustrie, bei-

spielsweise an einer

Käseverpackungsma-

schine, lassen sich

durch den Einsatz von

Steckverbindern er-

heblich reduzieren.

Rechts: Ein entspre-

chendes Design ver-

hindert die Anhaf-

tung von Schmutz

und Bakterien, was in

der Lebensmittelin-

dustrie besonders

wichtig ist.