Terug naar overzicht

Tandwielkast als kritische schakel voor precisie en uptime in voedingsmiddelen industrie

In de voedingsmiddelen- en verpakkingsindustrie is de marge voor fouten minimaal. Of een machine nu honderd tandwielkasten bevat of slechts één: elke component moet bijdragen aan een vlekkeloze uptime en uiterste precisie. Aan de hand van concrete praktijkvoorbeelden, van complexe bacon-productielijnen tot nauwkeurige vulinstallaties, verkennen we de technische eisen en wensen waar engineers vandaag de dag voor staan. Want achter elke succesvolle machine schuilt een doordachte keuze voor de juiste aandrijftechniek.

Koppel: hoger dan je denkt

Voedselverwerking vergt kracht, vaak meer dan mensen van buitenaf zouden denken. Kaas snijden vraagt bijvoorbeeld om hoge koppels bij relatief lage snelheden. Kaas heeft een textuur die weerstand biedt, en de snijmessen moeten die weerstand consistent overwinnen.

Vlees verwerken, jerrycans positioneren of verpakkingsfolie onder spanning houden: het zijn allemaal toepassingen waarbij het uitgaande koppel van de tandwielkast een kritische ontwerpparameter is. FAM, fabrikant van industriële snijmachines, had voor hun Centris 400C Optitec (een machine speciaal ontwikkeld voor het snijden van kaas) een planetaire tandwielkast nodig met een koppel tot 2.000 Nm. Gecombineerd met de eis voor een volledig RVS-uitvoering en aseptische kwaliteit was dit een combinatie die niet breed beschikbaar is.

De AE205 van Apex Dynamics voldeed aan het profiel: een overbrengverhouding van 6, de gevraagde koppelcapaciteit en volledig roestvast staal. Inclusief een op maat gemaakte motoradapter werd dit binnen vijf weken geleverd. Voor Amtra, bouwer van vulinstallaties voor agressieve vloeistoffen, was de opgave anders: een haakse opstelling in een beperkte inbouwruimte, een koppel tot 270 Nm en een ratio van 10:1 om de snelheid te verlagen en de massatraagheidsverhouding te optimaliseren. De AERS-serie bood hier de oplossing: haaks, volledig RVS en standaard voorzien van een food-grade smeermiddel.

Hoewel dit twee totaal verschillende machines zijn, blijft het uitgangspunt hetzelfde: het koppel bepaalt mede de machine-architectuur en de tandwielkast moet daar van meet af aan op worden afgestemd.

Spelingsarm: want herhaalnauwkeurigheid telt

In verpakkingsmachines, snijmachines en positioneringssystemen is de tandwielkast niet alleen een krachtoverdrager; het is ook een nauwkeurigheidsinstrument. Speling in de aandrijving vertaalt zich rechtstreeks naar variatie in het eindproduct. Een verpakkingsmachine die de folie een millimeter te ver of te weinig doorvoert, produceert pakjes die niet kloppen. Een snijmachine met speling in de aandrijving snijdt niet consistent, en bij hoge productiesnelheden tellen die afwijkingen snel op.

Spelingsarme planetaire tandwielkasten zijn in deze toepassingen geen luxe maar een functionele eis. De planetaire architectuur, waarbij meerdere planeetwielen gelijkmatig de belasting verdelen, zorgt voor hoge stijfheid, lage speling en een compacte opbouw met hoge krachtverdichting.

Eric Megens — Sales Manager Apex Dynamics

“Het gesprek over speling wordt vaak pas gevoerd als er al een probleem is. Dan is een machine in gebruik en kloppen de producten niet helemaal, of is de nauwkeurigheid minder dan verwacht. Op dat moment gaan mensen terugkijken naar de aandrijving en ontdekken ze dat de toleranties ruimer zijn dan ze dachten.

Wat ik engineers altijd adviseer: kijk naar de totale bewegingsketen. De servomotor levert nauwkeurigheid, maar de tandwielkast bepaalt hoeveel daarvan er aan de uitgaande kant overblijft. Als je een motor hebt met uitstekende herhaalnauwkeurigheid en je koppelt daar een tandwielkast met ruime speling aan, dan gooi je een deel van die investering weg.

In food- en verpakkingsmachines zie ik dat dit verschil echt merkbaar is. Niet alleen in productkwaliteit, maar ook in hoe de machine zich gedraagt over tijd. Een spelingsarme tandwielkast slijt anders, gedraagt zich voorspelbaarder en geeft minder problemen op het moment dat je de machine na een paar jaar opnieuw calibreert of een lijn omstelt voor een ander product. Dat is een voordeel dat je niet terugziet op het datasheet, maar wel in de praktijk.”

Beschikbaarheid: levertijd is ook een spec

Een tandwielkast die precies voldoet aan alle technische eisen maar veertien weken levertijd heeft, is geen oplossing. Zeker niet in een markt waarin machinebouwers onder druk staan om snel te leveren, en waarbij stilstand direct omzet kost. Beschikbaarheid is een selectiecriterium dat engineers soms onderschatten, totdat het een keer misgaat.

Apex Dynamics werkt met voorraad en standaard levertijden van drie weken voor de meeste uitvoeringen. Geen exoot, geen speciaal productieorder voor een standaard maat. Bij maatwerk, zoals de RVS motoradapter voor FAM, binnen vijf weken geleverd. Dat is een bewuste keuze: standaardiseer wat gestandaardiseerd kan worden, zodat de engineer die een machine moet opleveren niet afhankelijk is van productieplanningen aan de andere kant van de wereld.

ATEX: niet vergeten in de food

In bepaalde segmenten van de voedingsindustrie is ATEX-certificering een harde eis. Overal waar stof kan ontbranden, zoals bij suikerverwerking, meelverwerking of bepaalde graanlijnen, moet de volledige installatie gecertificeerd zijn. Dat geldt uiteraard ook voor de tandwielkast.

Tanis Confectionery, wereldleider in oplossingen voor de snoepindustrie, had tandwielkasten nodig die volledig RVS waren, food-grade gesmeerd én ATEX-gecertificeerd. Met de AT-FH serie en de AE-serie kon Apex Dynamics die combinatie leveren. Deze series maken gebruik van schuine of spiraalvormige vertanding voor een laag trillings- en geluidsniveau. Het is essentieel om ATEX vroeg in de specificatiefase te benoemen om verrassingen achteraf te voorkomen.

Koppel, speling, beschikbaarheid, materiaal, certificering: vijf criteria die samen bepalen of een tandwielkast in een food- of verpakkingsmachine écht werkt. Niet in theorie, maar in de praktijk van een machine die dag in dag uit produceert, gereinigd wordt en opnieuw moet opstarten. De tandwielkast is dan geen commodity, het is een ontwerpkeuze met consequenties voor de prestaties, de levensduur en de bedrijfszekerheid van de hele machine.

Selectie zonder gedoe

Hoe vertaal je al deze criteria naar een concrete keuze? De Design Tool van Apex Dynamics laat engineers de combinatie van servomotor en tandwielkast direct doorrekenen, inclusief koppelcapaciteit, massatraagheidsverhouding en beschikbare uitvoeringen. Tekeningen zijn direct te downloaden. De Quickfinder doorzoekt meer dan 55.000 configuraties. Dat is niet alleen handig, het verkort de tijd tussen ontwerpconcept en concrete selectie aanzienlijk. En tijd is, in de bouw van food- en verpakkingsmachines, net zo’n schaars goed als inbouwruimte.

Heb je vragen of wil je een persoonlijk advies van een van onze specialisten? Neem dan contact op met sales@apexdyna.nl of bel +31 (0)492 509 995 en je krijgt op werkdagen altijd binnen 24 uur antwoord.