2. November 2023
Anwendungen

Kombination von Lauf- und Drehkran unterstützt Fertigung in der Medizintechnik

In der Medizintechnikfertigung der Ypsomed AG in Burgdorf erfolgt das präzise Handling von schweren Spritzgusswerkzeugen mittels GIS Krananlagen. Enge Platzverhältnisse erfordern eine kundenspezifische Lösung aus Untergurtlaufkran mit angebautem Drehkran. Betrieb und Unterhalt des modernen Maschinenparks laufen so zuverlässig und sicher. Das Teamwork von Ypsomed und GIS während Planung, Umbau sowie Inbetriebnahme ist eine Erfolgsgeschichte.
Ein Werkzeug wird zur Spritzgussmaschine transportiert. Die präzise Positionierung erfolgt mittels frequenzgesteuerten Antrieben aller Achsen.

Ypsomed ist die führende Entwicklerin und Herstellerin von Injektions- und Infusionssystemen für die Selbstmedikation. Als ausgewiesene Diabetesspezialistin besitzt sie über mehr als 35 Jahre Erfahrung. Der Hauptsitz des Familienunternehmens ist in Burgdorf. Hier befindet sich neben der Entwicklung und dem Werkzeugbau auch ein wichtiger Fertigungsstandort für Medizintechnik. Pharmaunternehmen bilden den weltweiten Kundenstamm. 
Die Nachfrage wächst kontinuierlich und erfordert eine Erweiterung der Produktionsinfrastruktur für Kunststoffteile. So ist der bestehende Maschinenpark mit weiteren Spritzgussmaschinen zu ergänzen und eine vorhandene Hallenkrananlage soll von einer neuen abgelöst werden. In Zukunft wird sie schwere Spritzgusswerkzeuge transportieren und den einfachen Maschinenunterhalt ermöglichen. Neu müssen sämtliche Bewegungen elektrisch angetrieben und mittels Funkfernbedienung sicher ansteuerbar sein.

Enge Zusammenarbeit ermöglicht optimale Lösung 

Eine langjährige Partnerschaft verbindet Ypsomed mit der Kranherstellerin GIS. An den beiden Produktionsstandorten in Burgdorf und Solothurn bewähren sich seit Jahren Anlagen des Schweizer Herstellers im harten Praxiseinsatz. Auch dieses neue Projekt soll gemeinsam realisiert werden. Bereits zu Beginn der Planungsphase sind Vorgaben der Kundin von der GIS AG in einem ersten Konzeptentwurf aufzunehmen. Die hohe Marktdynamik erfordert mehrfach Anpassungen der Planung. In der Folge wird das bestehende Konzept zusammen weiterentwickelt und laufend verfeinert. Die Lösung sieht vor, dass zwei Laufkräne das Handling der empfindlichen Werkzeuge übernehmen und zwei seitliche Drehkräne den Raum zwischen den Säulen für den Maschinenunterhalt bedienen.

Sicheres Handling

Das Sicherheitskonzept basiert auf einer genauen Analyse möglicher Gefahrensituationen. Beispielsweise lässt sich ein Laufkran nur unter bestimmten Bedingungen im Schnellgang bewegen: Drehkran eingeschwenkt arretiert, grosser Kettenzug im Gang parkiert und Lasthaken in Endposition angehoben. Sämtliche Parkpositionen werden via End- und Sternschalter überprüft. Aus statischen Gründen dürfen sich die beiden Laufkräne auf minimal fünf Meter Abstand nähern. Lichtschranken überwachen den Abstand stetig. Droht eine Unterschreitung, erfolgt eine Geschwindigkeitsreduktion. Falls nötig, wird der Laufkran gestoppt.

Begrenzte Platzverhältnisse

Über die eng aufgestellten Spritzgussmaschinen ragen Handlingroboter, welche die fertigen Kunststoffteile übernehmen und mit blitzschnellen Bewegungen in Gebinde legen. Die zwischen Säulen verlaufenden Längsträger der Krananlage sind mittels Konsolen an der Hallendecke aufgehängt. Zwei Doppelträger-Untergurtlaufkrane mit modernen, zwischengebauten GIS Elektrokettenzügen besitzen eine Traglast von je 3200kg. Sie transportieren bis zu 2500kg schwere Spritzgusswerkzeuge. Die beiden stirnseitig angebrachten Drehkrane erleichtern den Unterhalt von schwer zugänglichen Maschinenteilen. In Parkposition und mit eingefahrenem Lasthaken umfahren sie die Handlingroboter. Alles geschieht auf engem Raum, mit nur wenigen Zentimetern Abstand zu Hindernissen.

Sanft transportiert und präzise positioniert

Sämtliche Antriebe besitzen zwei stufenlos programmierbare Geschwindigkeiten. Frequenzumrichter sorgen für sanftes, schwingungsarmes Bewegen der Last. Alle drei Achsen besitzen hierzu einen Feingang. Beim Werkzeugwechsel ist eine präzise und schonende Positionierung zwingend. Das Spritzgusswerkzeug kann hier zum Ausbauen aus der Maschine mit seinem Eigengewicht „vorgespannt“ werden, sodass beim Lösen der Verbindungsschrauben kein ungewolltes Absenken oder Anheben geschieht. Die stets aktuelle Gewichtsanzeige auf der Funkfernbedienung ermöglicht dies. Der Lastmessbolzen des Hebezuges erfasst die Daten hierzu in Echtzeit. Für den Einbau des neuen Werkzeuges lässt sich die empfindliche Last passgenau in der Maschine positionieren. 

Unterhaltsarbeiten erleichtert

Kunststoffspritzgussmaschinen besitzen eine seitlich vor dem Werkzeug angeordnete Plastifizierungseinheit, welche periodisch zu warten ist. Aus Platzgründen liegen diese Bereiche jedoch zwischen den Gebäudesäulen, wo sie vom Hauptkran nicht erreicht werden können. Ein kleiner Säulendrehkran mit Elektrokettenzug ist jeweils am entsprechenden Ende der Doppelträger angebracht. Um Kollisionen zu verhindern, lässt er sich eingeschwenkt arretieren.

Realisierung ohne Nacharbeiten

Während des Umbauprojektes soll die Produktion nur minimal eingeschränkt sein. Hierzu wird die Halle in zwei Hälften unterteilt und staubdicht abgetrennt. In der einen lässt sich mit der bestehenden Infrastruktur weiter fertigen. In der anderen werden von Spezialisten aus Schötz nacheinander der alte Hallenkran demontiert, die Deckenkonsolen angebohrt, ein Teil der neuen Krananlage zusammengebaut und in Betrieb genommen. Dann erfolgt ein Seitenwechsel. Der Produktionsausfall wird mit diesem Vorgehen minimiert. Die Teamarbeit zwischen Ypsomed und GIS, von der Planung bis zur Fertigstellung der modernen Krananlage in einem dynamischen Umfeld, funktioniert tadellos. Pünktlich und ohne weiteren Anpassungsbedarf geschieht die Inbetriebnahme. Ein GIS Wartungsvertrag sichert das zuverlässige Funktionieren der modernen Krananlage.

Autor: Arthur Kemény, CH-5363 Weggis

Technische Daten / Steckbrief

  • Diese Krananlage besteht aus einer Spezialkonstruktion von zwei Zweiträger-Untergurtlaufkränen, mit Zwischenbau-Konstruktion und seitlich angebautem Drehkran. Die Tragfähigkeit eines Laufkrans beträgt 3200kg und diejenige eines Drehkrans 320kg. Sämtliche Antriebe erfolgen frequenzgesteuert mit Sanftanlauf.
  • Sie bedient einen Bereich von rund 52m Länge und 6m Breite. Sämtliche Komponenten wie Profile und Aufhängungen stammen von GIS.
  • Zwei je 51.8m lange Kranbahnprofile HEA 220 sind an 22 unterschiedlich langen Aufhängungen befestigt. Die Kranträgerprofile IPE 270 haben eine Spannweite von 5.8m.
  • Die Doppelträgerbrücke mit modernem, zwischengebautem zweisträngigem Elektrokettenzug, des Typs GPOD1600 nutzt die geringe Hallenhöhe optimal. Somit resultiert eine verfügbare Hubhöhe von 3.3m. Die beiden frequenzgesteuerten Hubgeschwindigkeiten sind stufenlos programmierbar (0.6-3.5m/min). Die Steuerung befindet sich in jeweils einem Schaltkasten am Kranträger.
  • Lastmessbolzen in den Elektrokettenzügen erfassen die Nominallast und übermitteln diese an die Funkfernsteuerung zur Anzeige auf dem Display.
  • Sämtliche Motorfahrwerke in der Ausführung GMFO sind frequenzgesteuert. Die beiden Fahrgeschwindigkeiten lassen sich stufenlos programmieren (Kranfahren 6-30m/min und Katzfahren 3.6-20m/min). 
  • Eine Zusammenfahrsicherung mittels Lichtschranke verhindert eine Unterschreitung der zulässigen Minimaldistanz zwischen den Laufkränen (Hakenabstand > 5000mm).
  • Zwei jeweils an der Stirnseite eines Laufkrans angebrachte Drehkräne besitzen folgende Daten: GIS Elektrokettenzug GPOD250, Traglast 320kg, Ausladung 975mm, mechanische Arretierung des Auslegers in eingeschwenkter Ruhestellung 95° und elektrische Überwachung.
  • Die Anlage wird an je einer Funkfernsteuerung pro Laufkran bedient, mit den Funktionen: Auf/Ab (Kettenzug 1), Links/Rechts, Vor/Zurück, Auf/Ab (Kettenzug 2), Hupe und Not-Steuerschalter. Auf dem Display erscheint in Echtzeit das aktuelle Hubgewicht von Kettenzug 1.
  • Die elektrische Zuleitung 3x400V, 50Hz, erfolgt in Längsrichtung über eine Stromschiene und in Querrichtung via Energiekette.

Galerie

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kran beim werkzeugwechsel
Die neue Krananlage bedient den gesamten Hallenbereich. Zwischen den Säulen gelangt jeweils ein Drehkran (hier zum Fahren eingeschwenkt) zum Einsatz.
Unterhaltsarbeiten an der Plastifizierungseinheit: Mittels ausgeschwenktem Drehkran lassen sich Maschinenteile sicher und einfach aus- und einbauen.
Der Laufkran wird in Längsrichtung verschoben. Hierzu ist der Drehkran eingeschwenkt arretiert und wird zwischen Säule und Handlingroboter bewegt
Das Hubgewicht wird mittels Lastmessbolzen des Kettenzugs in Echtzeit erfasst und auf dem Display der Funkfernsteuerung angezeigt.
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Produkte im Einsatz

In diesem Bericht geht es um folgende Produkte

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