Bosch Packaging Technology - triz-online.de

1 Bosch Packaging Technology Kontaktperson:Michael P. Gensheimer, Dipl. Ing. (FH) Verpackungstechnik arbeitet bei der Robert BoschGmbH, Gesch ftsbereich Verpackungstechnik am Standort Waiblingen. Anwendung vonTRIZ seit Ing. Jochen Peters studierte an der Universit t Hannover Maschinenbau und arbeitet sie11 Jahren bei der Robert Bosch GmbH. Seit 2004 ist er Gruppenleiter der Vorent-wicklungvon PA-PH, Standort Crailsheim. Anwendung von TRIZ in Crailsheim seit Packaging Technology Schneiden klebriger ZuckermassenMit dem Namen Bosch werden zukunftsweisende Trends und bahnbrechende Erfindungenverbunden. Mit ber Mitarbeitern und einem Umsatz von 41,5 Milliarden Euro imGesch ftsjahr 2005 gilt die Robert Bosch GmbH als international f hrender Hersteller vonKraftfahrzeug- und Industrietechnik, Gebrauchsg tern und Geb udetechnik.

2 EinGesch ftsbereich der Robert Bosch GmbH ist Bosch Verpackungstechnik ( Bosch PackagingTechnology).1 Bosch Packaging entwickelt, konstruiert und fertigt Ver-packungstechnik f rdie Nahrungsmittel- und Genussmittelindustrie, die pharmazeutische, die chemisch-technischeund die kosmetische Industrie. 1 Vgl. , vom Unternehmen in K rze:Name: Bosch Packaging TechnologyBranche: VerpackungsindustrieMitarbeiter: ca. 3500 weltweit (ohne PA/ATMO- Automatisierungstechnik)L sung mit TRIZ: Schneiden klebriger Zuckermassen/ KugeleinlegestationTRIZ-Werkzeuge: Funktionsmodellierung, Trimming, IER, innovative Grundprinzipien, Separationsprinzipien, Internet-/Patentrecherche Effekte-DatenbankCutAls f hrender Anbieter von Verpackungstechnik bietet BoschPackaging seinen Kunden nicht nur ausgereifte Maschinen,sondern komplette Konzepte, die allen Anforderungen anmoderne Technik entsprechen.

3 Zu den Kunden von BoschPackaging z hlen u. a. der Kaffeeher-steller Induban aus derDominikanischen Republik oder Merckle Biotec, die f r eineneue Spritzanlage zur Abf llung bestehender Pr parate derRatiopharm-Gruppe und zur Verarbeitung neuer Produkte mitbio-technologisch gewonnenen Wirkstoffen auf Bosch alsKomplett-Lieferanten setzen. Dies sind nur zwei Beispiele f r den umfassenden Einsatz desKnow-hows von Bosch Packaging . Beispiele f r Produktmarken sind Bosch Lab Systems,Sigpack Services und Sigpack Systems oder Tevopharm. Im Bereich der S waren ist Boschder einzige Anbieter von Zuckerwaren, der nicht nur die Verpackungstechnik, sondern auchdie Prozesstechnik und Verpackungsmaschinen f r S igkeiten und andere Zuckermassen habendie Aufgabe die geformten Zuckerstr nge in kleine Einheiten zu teilen.

4 Die Umset-zungdieses Querschneidens der Zuckerstr nge erfolgt durch ein rotierendes Sichelmesser. BeiRiegelmassen wird eine Guillotine verwendet. W hrenddes Schneidevorganges der Zuckermasse blieben bisher auf dem Messer Reste des Zuckerszur ck, siehe Abbildung 61. 2 Vgl. , vom 58: Beispiele f rVerpackungen von BoschPackagingAbb. 59: GuillotineAbb. 60: Rotierendes SichelmesserProblembeschreibungAbb. 61: Verschmutzung des Messers beim bisherigen SchneidevorgangDies f hrt dazu, dass sich ungenaue Schnittkanten ergeben und die Anlagerung des Zuckersbeim Auftreffen des Messers absplittert. Des Weiteren erfolgt, durch die im Prozessverschleppten Zuckerteilchen, eine Verschmutzung, die wiederum eine schlechte Siegelungder Verpackung zur Folge ersten Schritt wurde ein Funktionsmodell erstellt und somit die Beziehungen der einzelnenKomponenten im System 62: Funktionsmodellierung f r das Beispiel Schneiden klebriger Zuckermassen Im Anschluss an die Funktionsmodellierung erfolgte das Trimming, welches eine Ann herungdes Systems an das Ideale Endresultat zum Ziel hat.

5 Hierbei wird versucht, durch Entfernen3 Vgl. , vom von TRIZ oder Modifizieren problematisch geltender Systemelemente, das Gesamt-system von helfenden Funktionen (Komponente Abstreifer )-Eliminierung verschiedener Teilbereiche (Komponente Messer )- nderung des Funktionsprinzips (Komponente Transportkette )Abb. 63: Funktionsmodellierung nach dem TrimmingprozessDas Konzept des Trimmings wurde jedoch nicht weiter verfolgt, da dieses System als zuniedrig bewertet eingehender Betrachtung des Funktionsmodells wird ersichtlich, dass vom Messer sowohldie Prim r sch dliche Funktion ( Messer tr gt Zuckerreste ) als auch die Prim r n tzlicheFunktion ( Messer trennt Zuckerteppich ) ausgeht. Dies stellt eindeutig einenWiderspruch dar, siehe Abbildung Messerschneide soll vorhanden sein, um zu schneiden-Das Messerblatt soll vorhanden sein, um die Steiffestigkeit des Messers zu gew hr-leisten-Das Messerblatt soll nicht vorhanden sein, weil sonst Zuckerreste daran 64: Physikalischer WiderspruchHieraus ergibt sich die Formulierung des physikalischen Widerspruchs: Das Messerblatt soll gleichzeitig vorhanden sein und nicht vorhanden seinIn vorliegendem Fall wurde der Widerspruch mit Hilfe der Separationsprinzipien gel wurden in der durch im Raum1.

6 Separation in der ZeitIm Rahmen dieses Separationsprinzips wurde versucht, die sich widersprechenden Funktionenzeitlich zu Zeitraum 1 soll das Messerblatt vorhanden sein-Im Zeitraum 2 soll das Messerblatt nicht vorhanden seinAus der Liste der 40 innovativen Grundprinzipien wurden hier-Nr. 18: Mechanische Vibration-Nr. 19: Periodische Aktionausgew Hilfe beider Prinzipien ist sichergestellt, dass das Messerblatt im Zeitraum 2 keinenKontakt mit der Zuckermasse n chsten Schritt wurde die TOPE (TechOptimizer Premium Edition) Effektedatenbanknach dem Stichwort Vibration durchsucht. Als Ergebnis fand sich hier u. a. Ultraschallentfernt Plaque .Abb. 65: Separation in der Zeit: Ultraschall entfernt Plaque Dieses Konzept kann nun auf den Fall Schneiden klebriger Zuckermassen bertragenwerden, indem die Anwendung von Ultraschall an der Klinge Separation durch BedingungswechselGrundgedanke hierbei ist die Trennung sich widersprechender Anforderungen durchModifikation der Bedingungen.

7 Es ist zu berlegen, wie hierbei lediglich gew nschteVorg nge ablaufen k Idee ist, die Glaseigenschaften des Zuckerstranges zu nutzen, die bei einem sehr schnellenAuftreffen der Klinge auftreten. Mit hoher Geschwindigkeit trifft das Messer von oben undein Gegenmesser von untern auf den Zuckerstrang und verursacht einen Kerb-schlag. Durchden Aufprall eines Hochgeschwindigkeitsmessers erfolgt ein durchg ngiger Riss undzus tzlich wird die Tr gheit des Bruchst ckes 66: Separation durch Bedingungswechsel: Messer/ GegenmesserEntscheidend f r den Schnitt ist hierbei nicht das Messerblatt, sondern die Separation im RaumGrundgedanke dieses Separationsprinzips ist die r umliche Trennung der sich wider-sprechenden Anforderungen. Es muss versucht werden, das System in Subsystem oder Teilezu unterteilen und die sich widersprechenden Funktionen den verschiedenen Teilenzuzuordnen.

8 Im Fall des Zerschneidens klebriger Zuckermassen wird unterteilt in:-Raum 1: Messerblatt bzw. ausreichende Steiffestigkeit vorhanden-Raum 2: Messerblatt nicht vorhandenDies f hrt zu der Idee das Messerblatt durch einen Draht zu ersetzen, der umlaufend denAufbau von Zuckerpartikeln am Schneidewerkzeug vermindert. Denkbar w re hier einMoebius-Band mit 67: Separation im Raum: Prinzip des umlaufenden DrahtsNach Analyse der Separationsprinzipien standen drei Konzepte zur Verf DrahtIm Folgenden wurde eine Parametergewichtung f r die drei Konzepte durchgef hrt. Hierbeiwurden die relevanten Parameter ermittelt und mit Hilfe des Paar-Vergleichs gewichtet. Beider Gewichtung der Parameter handelt es sich um eine relativ objektive Vgl. , vom ; vgl. dazu auch Gensheimer M.

9 : TRIZ-Kongress, 2003L sungchipping contaminationwirechipping contaminationwireAbsplitterung derVerschmutzungDrahtAbb. 68: Paarmatrix-Ermittlung der Parameter durch das gesamte Team-Parametervergleich anhand einer Paarmatrix-Ergebnis: Schnittqualit t erhielt die h chste GewichtungDie drei am h chsten bewerteten Konzepte wurden durch das TOPE-Tool concept selection im Rahmen eines 2-t gigen Workshops ermittelt. Das Schwingungsmesser wurde hierbei aufRang 1 gesetzt. Abb. 69: Konzeptauswahl Im Anschluss an diesen Workshop gab der Kunden den Auftrag an die zentrale Entwick-lungsabteilung. Deren Aufgabe war es nun, n here Untersuchungen zu dem Konzept desSchwingungsmessers/ Ultraschall durchzuf hren. F r den Prozess der Einbindung vonUltraschall-Schwingungen in den Schneidevorgang wurde zun chst nach Industrie-partnern/Zulieferern gesucht.

10 Nachdem diese identifiziert werden konnten, erfolgte der Aufbau einesVersuchsstandes und die erfolgreiche Durchf hrung der Hilfe des Ultraschallmessers wurde eine deutlich bessere Schnittqualit t erreicht (sieheAbbildung 70) und es blieben geringere R ckst nde auf dem Messer zur Vgl. Gensheimer M.: TRIZ-Kongress, 2003; vgl. dazu auch , vom Beispiel Schneiden klebriger Zuckermassen zeigt deutlich, wie die Einbindung derTRIZ-Methodologie in den Innovationsprozess bei Bosch genutzt wurde, um eine L sung zugenerieren, die Erfolgs versprechend ist. Das Konzept des Ultraschallmessers wurde jedochnicht in die Realit t umgesetzt. Die Idee wurde technisch zwar ausgereift, erwies sich aber inden Investitionskosten als zu teuer. Das folgende Beispiel von Bosch Packaging Technologyfolgt einem hnlichen Ablaufschema und die mit Hilfe von TRIZ generierte Idee wurde aucherfolgreich Packaging Technology KugeleinlegestationBosch Packaging Technology verf gt mit seinen ber weltweit errichteten Anlagenf r den Bereich Pharma fl ssig und als weltweite Nummer Eins bei sterilen Applikationen ber ein au ergew hnliches Pharma 6 Vgl.