Von der Idee zum Produkt. Oder: wie Novego Wägemodule Kundenanforderungen konsequent umsetzen

Die präzise Verwiegung verschiedenster Materialien zählt zu den wichtigsten Leistungen des Unternehmens. Wägezellen und Waagen in mannigfacher Ausführung stellen dabei einen Angebotsschwerpunkt dar, der seit vielen Jahren wesentlich zum Erfolg von Minebea Intec beiträgt. Die positive Geschäftsentwicklung in diesem Produktbereich war für die Mitarbeiter jedoch keineswegs Anlass, sich auf dem Erreichten auszuruhen. Im Gegenteil, erläutert Holger Nichelmann, Product Manager bei Minebea Intec: „Auf Basis vieler Kundengespräche haben wir erkannt, dass es noch Verbesserungspotenziale gibt, die im praktischen Einsatz von Wägesystemen zu einer einfacheren Handhabung sowie zu dauerhaft präzisen Messergebnissen führen können.“

Vor allem in Einsatzfeldern wie der Lebensmittel-, der Pharma- oder der Prozessindustrie müssen bei allen eingesetzten Komponenten hohe hygienische Standards eingehalten werden. Das ist jedoch nur eine Grundbedingung, denn darüber hinaus sind es vor allem die mechanischen Belastungen, die Kunden immer wieder vor große Herausforderungen stellen. So sind für die erfolgreiche Realisierung von Wägelösungen technische Details wie die maximalen Abhebelasten oder die horizontalen Querkräfte entscheidend, und in bestimmten Regionen müssen sogar seismische Kräfte in die Überlegungen mit einbezogen werden, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten. Auch bei der Konstruktion von Anlagen werden häufig Fehler gemacht: Ab einer bestimmten Behältergröße sind Ausführungen mit vier Beinen und den entsprechenden Lenkern sowie deren Ausrichtung ein großes Thema, das in der Vergangenheit nicht immer optimal gelöst werden konnte.

Zudem äußerten Anwender unter anderem den Wunsch nach einer einfachen Höhenverstellung von Wägesystemen, um sie leichter an die Gegebenheiten der jeweiligen Anlage anzupassen. Immer wieder nannten Kunden darüber hinaus die Notwendigkeit einer Winkeljustierung von Wägezellen, damit die aus Reinigungsgründen häufig abfallenden Bodenverläufe mit geringem Aufwand ausgeglichen werden können. Neben weiteren Verbesserungsvorschlägen erhielt Product Manager Nichelmann über den Vertrieb die Rückmeldung, dass der Einfluss von Querkräften auf die Messgenauigkeit von Verwiegungsprozesse reduziert werden sollte. „Diese Kräfte entstehen unter anderem beim Einschalten rotierender Mischvorrichtungen oder durch Windkräfte und haben eine Messunsicherheit zur Folge, die vor allem in der Lebensmittel- oder Arzneimittelherstellung, aber auch in anderen Anwendungsgebieten zu nicht tolerierbaren Fehlern und einer reduzierten Wirtschaftlichkeit führen können“, betont Nichelmann.

Das internationale Sales-Team von Minebea Intec sammelte derartige Kundenwünsche und gab sie an das Product Management weiter. „Wir haben diese Impulse dann in enger Zusammenarbeit zwischen Vertrieb und unserer hausinternen Entwicklungsabteilung genau analysiert und auf dieser Basis das Design einer komplett neuen Generation von Wägemodulen angestoßen.“ Mitte 2018 präsentierte das Unternehmen das Ergebnis: Die Wägemodule der Novego Reihe weisen innovative Merkmale auf, die in der Branche teilweise völlig neu sind und die Bedürfnisse aus dem Praxisalltag perfekt bedienen.

Exakt positionierte DMS

Für die Entwicklungsabteilung von Minebea Intec war es laut Klaus Vayhinger eine besondere Herausforderung, geeignete Lösungen zur Umsetzung der gesammelten Kundenwünsche zu finden. Zu Vayhingers Aufgaben im Unternehmen zählt unter anderem die Konzeption neuer Wägezellentypen. Im Fall von Novego waren zunächst grundsätzliche Überlegungen entscheidend, erinnert sich der Entwickler: „Die Novego Familie basiert auf der sogenannten Plattenfeder-Geometrie, die man als Standard in diesem Bereich ansehen kann. Bisherige Ausführungen reagieren allerdings empfindlich auf Querkräfte, und das Prinzip wird typischerweise für Wägezellen mit geringerer Genauigkeit eingesetzt. Bei Minebea Intec hatten wir bereits in der Vergangenheit Produkte mit Plattenfeder entwickelt. Darauf aufbauend musste die erzielbare Genauigkeit erheblich verbessert und gleichzeitig die Geometrie so modifiziert werden, dass man damit Querkräfte aufnehmen kann, ohne die Messung zu beeinflussen.

Eine mögliche Abhilfe versprach laut Vayhinger der optimierte Einsatz von Dehnungs-Mess-Streifen (DMS). Das Entwickler-Team von Minebea Intec untersuchte die Möglichkeiten von DMS deshalb intensiv und mit Hilfe von aufwendigen Berechnungen nach der Finite Elemente Methode (FEM). „Wir haben die Ideen zunächst theoretisch bewertet und erfolgversprechende Ansätze danach mechanisch aufgebaut und intensiv getestet. Um Theorie und Praxis in Übereinstimmung zu bringen, haben wir das Modell für die FEM-Berechnungen dabei schrittweise immer weiter verfeinert, bis das Ergebnis unseren Vorstellungen entsprach.“ Eine zentrale Rolle auf dem Weg zur Entwicklung der neuen Novego Wägemodule spielten dabei eine größere Anzahl von DMS auf dem Messkörper und sowie die außerordentlich genaue Positionierung der Dehnungs-Mess-Streifen.

Mit viel Expertise fanden Vayhinger und sein Team zudem konstruktive Antworten zu den geforderten Details wie der Höhen- und Winkelverstellbarkeit sowie der ebenfalls sehr wichtigen Frage der Abhebesicherung, die zahlreiche Alleinstellungsmerkmale von Novego darstellen. „Parallel zur eigentlichen Entwicklung der Wägemodule mussten wir außerdem Lösungen für die Serienproduktion dieser neuen Produktgeneration erarbeiten, um die spätere wirtschaftliche und qualitativ hochwertige Fertigung zu realisieren“, betont Vayhinger.

Hervorragende Kundenresonanz

Die Mühen haben sich laut Uwe Kummetz, Area Sales Manager Process OEM von Minebea Intec, fraglos gelohnt: „Wir haben extrem gute Rückmeldungen von Kunden bekommen, die Novego bereits einsetzen. Als ein wesentliches Kriterium nennen diese Anwender den reduzierten Aufwand bei der Installation dieser innovativen und einfachen Lösung, die sich insbesondere beim Aufbau von Anlagen mit großen Behältern zeigt. Novego schließt hier eine fehlerhafte Ausrichtung der integrierten Lenker bei solchen Konstruktionen von vorneherein gänzlich aus.“ Ein weiterer Pluspunkt ist laut Kummetz die Gestaltung der Abhebesicherungen der neuen Wägemodule: „Auch aus hygienischer Sicht stellt der aktuelle Marktstandard mit einer Gewindestange bei Prozessbehältern keine optimale Lösung dar. Teilweise werden daher auch eigene externe Lösungen mit hohem mechanischem Aufwand designt, und dieser zusätzliche Aufwand entfällt beim Einsatz von Novego komplett.“

Bei der Neuentwicklung berücksichtigte Minebea Intec zudem die hohen Praxisanforderungen in Bezug auf einfache Reinigungsmöglichkeiten, die hermetische Abdichtung der Messkammer, die erforderliche hohe Korrosionsbeständigkeit sowie die in vielen Einsatzfällen wichtige Schutzklasse IP68 und IP69. Um diese vielfältigen Ziele zu erreichen, zogen die Entwickler alle Register wie beispielsweise den Einsatz eines für die Wägetechnik völlig neuen korrosionsbeständigen Stahls und gestalteten so eine extrem gelungene Lösung, die auch optisch punktet: „Das Design ist unter hygienischen und konstruktiven Aspekten ein wichtiges Thema. Jeder Kunde möchte jedoch nicht nur ein funktionales Produkt benutzen, es soll auch gut aussehen. Das runde Design der Novego Wägemodule passt da perfekt“, gibt Kummetz Aussagen seiner Kunden weiter.

Positive Erfahrungen im Einsatz

Bereits während der Entwicklungsphase sammelten einige ausgewählte Kunden von Minebea Intec frühe Praxiserfahrungen mit Novego Prototypen, die wichtige Erkenntnisse zur finalen Optimierung lieferten. Inzwischen ist die neue Wägemodul-Generation in zahlreichen Anwendungen erfolgreich im Einsatz. So wurde das italienische Unternehmen Logica Progetti von einem bedeutenden Pharmaunternehmen mit der Projektierung und Realisierung eines fahrbaren Behälters mit 350 Liter Fassungsvermögen für die Herstellung von pharmazeutischen Sirupen beauftragt. Diese Anwendung erforderte insgesamt und damit auch für das Wägesystem eine präzise, zuverlässige, hygienische und sichere Lösung, die mit Hilfe von drei Novego Wägemodulen der Genauigkeitsklasse C3 mit einer Kapazität von jeweils 500 kg sowie mit diversem Zubehör wie Adapterplatten, Pendelfüßen für die Gestellmontage, einem Kabelverbindungskasten aus Edelstahl und einem Wägeindikator X3 von Minebea Intec erfolgreich realisiert wurde. Sehr zur Zufriedenheit von Logica Progetti-Geschäftsführer Livio Cornelli und Eigentümer Valerio Spino: „Der Behälter wurde auf drei Edelstahlstützen montiert und mit Novego Drucklast-Wägemodulen sowie einer Kippschutzvorrichtung bestückt. Unser fahrbares Wägesystem gewährleistet auf dieser Basis auch während des Einsatzes des Magnetrührwerks höchste Messpräzision, nimmt seitlich einwirkende Kräfte problemlos auf und ermöglicht durch das hygienische Design zudem eine rasche und effiziente Reinigung ohne Rückstände für eine optimale Sterilität.“ Dass das technische Personal von Minebea Intec auch die Abnahme und Eichung bei Logica Progetti und beim Endkunden vornahm, ist für Cornelli und Spino ein weiterer Grund, eine klare Kaufempfehlung für Novego auszusprechen.

Die hohe Präzision sowie die Flexibilität von Novego waren auch in einer anderen Anwendung aus der Pharmaindustrie entscheidende Kriterien für die Wahl von Minebea Intec als Lieferant der Wägelösung. Der Anlagenbauer Pharmatec sollte im Königreich Bahrain eine Anlage zur Herstellung eines flüssigen Arzneimittels bauen und wurde dabei mit einer herausfordernden Aufgabe konfrontiert: Aus Tanks mit einem Fassungsvermögen von mehreren Tonnen sollten Kleinstmengen auf den Milliliter genau dosiert werden. Zudem musste eine zuverlässige Reproduzierbarkeit der Messergebnisse gewährleistetet werden, da bei der Herstellung von Arzneimitteln selbst kleinste Abweichungen zu gesundheitsschädigenden Konsequenzen führen können.

Die Pharmatec GmbH ist Teil der Robert Bosch Packaging Technology GmbH und bildet dort das Kompetenzzentrum für pharmazeutische Prozesssysteme. Im Bereich des Anlagenbaus zur Herstellung flüssiger Wirkstoffe oder Arzneimittel gehört das Unternehmen zu den Technologieführern. Dass man diese anspruchsvolle Aufgabe lösen konnte, lag ganz wesentlich an den Wägemodulen Novego von Minebea Intec, betont Pharmatec: „Neben der absoluten Wägezuverlässigkeit und der Bedeutung reproduzierbarer Ergebnisse der Wägelösung war die Einhaltung der Hygienic-Design-Richtlinien in dieser Anwendung eine Grundvoraussetzung. Darüber hinaus erschwerte eine ungünstig platzierte Pumpe die Konstruktion. Hier bot die integrierte stufenlose Höhenverstellung der Novego-Wägemodule von bis zu 8 cm eine perfekte Möglichkeit, die Einbauhöhe den vorliegenden Erfordernissen anzupassen.“ Die erfolgreiche Implementierung von sechs Behälterwaagen in den Produktionsprozess führten zur Einhaltung der vom Kunden geforderten hohen Prozesssicherheit und Präzision nach der Genauigkeitsklasse C3 gemäß OIML, wobei auch hier die Querkraftunempfindlichkeit, der integrierte Einbausatz aus 360°-Fesselung, Abhebesicherung und Kippschutz sowie das Hygienic Design zur Gewährleistung effizienter Reinigungsprozesse und die hohe Beständigkeit gegenüber Reinigungsmitteln und Korrosion von Novego wesentliche Entscheidungskriterien für Pharmatec darstellten. „Minebea Intec begleitete den gesamten Konstruktionsprozess und unterstützte uns darüber hinaus bei der Installation und Kalibrierung. Wir sind überzeugt, mit den Komponenten von Minebea Intec eine äußerst präzise und langlebige Wägelösung für unsere Prozessbehälter gefunden zu haben. Das Wägemodul Novego war einfach die perfekte Lösung für uns“, lautet dem Fazit von Pharmatec.

Aus Sicht von Novego Product Manager Holger Nichelmann hat sich der Aufwand für die Entwicklung der neuen Wägezellen-Generation mehr als gelohnt: „In vielen Bereichen bedeuten Neuvorstellungen lediglich kleinere Verbesserungen oder Optimierungen. Bei Novego ist das anders, hier hat Minebea Intec eine echte Innovation und ein gänzlich neues Konzept zur Prozessbehälterverwiegung geschaffen. Wir erhalten ein zu 100 % positives Kunden-Feedback, über das wir uns natürlich sehr freuen.“ Dennoch existieren laut Nichelmann bereits Ideen zur Weiterentwicklung des Wägemoduls: „Aktuell hat Novego eine Nennlast von maximal 2 Tonnen. Damit lässt sich nur ein Teil der möglichen Anwendungen abdecken, daher denken wir darüber nach, wie man dieses einmalige Prinzip noch sinnvoll ausbauen und für höhere mechanische Kräfte auslegen kann.“ Die Erfolgsgeschichte von Novego ist also noch lange nicht zu Ende.

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