Nur ein Unternehmen reagierte, als Belimed Technik um Hilfe bei der Lösung eines Problems bat. Die Rettung kam in Form von Kunststofflagern

Die Reinigungsanlagen, die die Pharmaindustrie zur Säuberung von Gläsern, Schläuchen, Tuben, Behältern, -Zubehörteilen und vielem anderen benötigt, gleichen in mancher Hinsicht gewöhnlichen Spülmaschinen. Sie sind nur viel größer. Von außen betrachtet sind sie dreimal höher, viermal breiter und dreimal tiefer als das Küchenmodell. Die Innenausstattung aus hochglänzendem Edelstahl mit herausziehbaren Waschgutträgern zum Aufstellen der benutzten Utensilien und rotierenden Sprüharmen erinnert wieder an die übliche Spülmaschine. „Die Reinigung der Ausrüstung ist ein wesentlicher Aspekt der Infektionskontrolle in der Pharmaindustrie und deren Labors sowie in Krankenhäusern und anderen Pflegeeinrichtungen“, sagt Dipl.-Ing. Dieter Henke, Produktmanager für den Pharmabereich in Mühldorf am Inn im Südosten Deutschlands. „Wir haben über 30 Jahre Erfahrung mit der Konstruktion und Fertigung solcher Reinigungsanlagen. Angesichts immer strenger werdender gesetzlicher Auflagen für Pharmaunternehmen setzen wir alles daran, damit unsere Maschinen den strikten Vorschriften der Branche stets einen Schritt voraus sind.“ 2003 lancierte Belimed eine neue Reihe von Reinigungsanlagen, PH 8xx.2, teilweise als Reaktion auf die Forderung von Pharmakunden nach Reinigungsautomaten mit einer größeren Ladekapazität und kompakten Außenmaßen. Die neue Reihe umfasst fünf Modelle unterschiedlicher Größe mit verschiedenen Gestaltungs- und Zubehöroptionen. Alle wurden speziell für die Bedingungen pharmazeutischer Prozesse konzipiert und erfüllen die aktuellen technischen Anforderungen sämtlicher Aufsichtsbehörden einschließlich der „Good Manufacturing Practice“-Standards, die von der amerikanischen Arzneimittel-Zulassungsbehörde FDA herausgegeben wurden.

In Belimeds neuen Reinigungsautomaten ruhten die herausziehbaren Waschgutträger auf ungeschmierten Gleitlagerrollen, die sich wie bei den älteren Modellen auf Schienen bewegten. Einige Kunden fanden, dass sich die Waschgutträger bei schwerer Beladung nur mit größerem Kraftaufwand in die Waschkammer hineinschieben und nach dem Reinigungsvorgang wieder herausziehen ließen.

Die Rollen zu schmieren, wäre problematisch gewesen, da das Schmierfett des Lagers in die extrem saubere Waschkammer gelangen könnte, wenn man nicht ein hermetisch abgedichtetes Lager wählt. Eine solche Lösung hätte allerdings mehr Platz beansprucht, als zur Verfügung stand. Eine komplette Rekonuration stand nicht zur Debatte. Belimed schaute sich nach Abhilfe für das Problem der schwergängigen Waschgutträger um. „Für uns stand viel auf dem Spiel. Eine solche Maschine kostet immerhin über 150.000 Euro“, betont Henke. „Wir wandten uns an verschiedene potenzielle Lagerlieferanten mit einer gleich lautenden Problembeschreibung, aber nur ein einziger war bereit zu helfen – SKF.“

Jürgen Althammer, Entwicklungsleiter bei Belimed Technik, erklärt dazu: „Das Problem war schwierig. Wir brauchten neue Rollen mit exakt denselben Abmessungen und derselben Geometrie wie die alten von den Kunden bemängelten Rollen, jedoch mit einem erheblich geringeren Rollwiderstand, auch bei hohen Temperaturen. Unsere Maschinen reinigen bei 85 Grad Celsius und trocknen bei 120 Grad Celsius. Das Lager musste entweder hermetisch abgedichtet oder leicht auszuspülen sein. Außerdem musste die gesamte Konstruktion den aggressiven Chemikalien, darunter Salpeter- und Schwefelsäure und Alkalien wie Natriumhydroxid standhalten.“

Ausgehend von diesen Voraussetzungen entwickelte SKF eine maßgeschneiderte Lösung. Um eine maximale Tragfähigkeit in Kombination mit Axialführung auf engstem Raum sicherzustellen, konstruierte SKF Kugellager-Laufrollen aus Kunststoff ohne Kä in vollkugeliger Ausführung mit zwei asymmetrischen Kugelsätzen aus Edelstahl. Die Ringe sind aus Polyetheretherketon oder PEEK gefertigt. Kunststoffe haben einen niedrigen Reibungskoeffizient, weswegen diese Lager keine Schmierung benötigen. Da die Lager keinen Kä haben, lassen sie sich leicht ausspülen – ein wichtiger Faktor in einem so kritischen Anwendungsbereich. Für die Lösung ist keine Änderung der Gegenstücke erforderlich.

„SKF hat für uns innerhalb sehr kurzer Zeit eine perfekte funktionsintegrierte Lösung entwickelt, die keinerlei Modifizierung der vorhandenen Maschinenkonstruktionen bedurfte“, sagt Althammer. „Unser erstes Gespräch zu diesem Problem fand Ende Dezember 2005 statt. Vier Monate später konnten wir die ersten Rollen mit den Kunststofflagern von SKF bereits testen, und einen Monat danach wurden sie in unsere Reinigungsautomaten bei Pharmakunden eingebaut. Seitdem hatten wir keine einzige Klage mehr über schwergängige Waschgutträger.“

Reibungsarme Kunststoff-Kugellager von SKF

Kunststoffe sind nicht so robust wie Stahl. Dennoch gibt es mehrere Gründe, warum sie als Werkstoff für Kugellager gut geeignet sind. Kunststoffe sind deutlich leichter als Stahl. Sie weisen eine hohe Beständigkeit gegen Chemikalien und Feuchtigkeit auf und haben auch ohne Schmierung einen geringen Reibungskoeffizient. Für die Ringe und den Kä von Kunststofflagern können verschiedene Materialien verwendet werden. Die Kugeln sind entweder aus Edelstahl, Glas oder Kunststoff.
Funktionsintegrierte Konstruktionen sind möglich. Die Werkstoffkombination wird jeweils auf den Anwendungsbereich und die Einsatzbedingungen abgestimmt. Berücksichtigt werden Lagerbelastung, Drehgeschwindigkeit, Betriebstemperatur und Einwirkung von Chemikalien. In den Kugellager-Laufrollen aus Kunststoff, die SKF an Belimed Technik liefert, sind die Ringe aus Polyetheretherketon (PEEK) und die Kugeln aus Edelstahl gefertigt.