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Bachelorarbeit: Automatisierung der Gewürzverpackung

Keine schweren Säcke mehr schleppen

In ihrer Bachelorarbeit im Studiengang Maschinentechnik haben die Absolventen Chris Beyer und Michael Hürlimann für die Stedy Gwürz AG eine Anlage entwickelt, die 25 Kilogramm schwere Gewürzsäcke anhebt und entleert. Die Anlage ist bereits aufgebaut und wird demnächst beim Kunden in den Produktionsablauf integriert.

Die Absolventen testeten die Anlage mit Salzsäcken.
Die Absolventen testeten die Anlage mit Salzsäcken.
Michael Hürlimann (links) und Chris Beyer
Michael Hürlimann (links) und Chris Beyer haben eine Anlage konstruiert, die beim Abfüllen von Gewürzen eingesetzt wird.

Für die Mitarbeiter der Stedy Gwürz AG ist es eine mühsame Aufgabe: Bevor ihre Gewürzmischungen weiterverarbeitet werden, müssen sie die 25 Kilogramm schweren Gewürzsäcke in Handarbeit in zwei Meter hohe Abfüllanlagen entleeren. Das soll dank der Bachelorarbeit von Chris Beyer und Michael Hürlimann nun ein Ende haben. Die beiden Absolventen des Studiengangs Maschinentechnik haben eine Anlage konstruiert, welche diese Aufgabe künftig übernimmt. «In einer früheren Bachelorarbeit ist dafür wichtige Vorarbeit geleistet worden. In unserer eigenen Projektarbeit haben wir die Funktion aller Komponenten bereits ausführlich getestet», erklärt Michael Hürlimann. «Also konnten wir uns im Rahmen der Bachelorarbeit darauf konzentrieren, die Komponenten zu einem Ganzen zusammenzuführen und die Software für die Anlage zu schreiben.»

«Insgesamt haben wir rund 900 Kilogramm Salz mit der Anlage befördert.»

Chris Beyer

Probleme beheben

CAD Zeichnung der Anlage
Die Anlage besteht aus einem Greifer, der Gewürzsäcke packt, sie auf verschiedenen Achsen befördert und zwei Trichtern mit Schneidwerkzeugen zuführt.

Zu Testzwecken wurde die Anlage zuerst im Maschinenlabor der ZHAW School of Engineering aufgebaut. Sie besteht aus einem Greifer, der die Gewürzsäcke anpackt, anhebt und einem von zwei Trichtern zuführt. Die Trichter sind mit Schneidwerkzeugen ausgerüstet, welche die Säcke aufschneiden. Dann muss der Greifer seine Ladung ausrütteln, damit nichts im Sack verbleibt. Bei den Tests stiessen die Absolventen auf Mängel, die es zu beheben galt. «Die Säcke hingen durch und konnten daher nicht in die Trichter gezogen werden. Wir haben aber Lösungen für dieses Problem gefunden», so Chris Beyer. Die Absolventen haben Pneumatikzylinder verwendet, um die Säcke anzuheben, und die beiden Trichter so angepasst, dass sie höhenverstellbar sind. Damit die Abfüllanlagen unter den abgesenkten Trichtern immer noch Platz haben, kürzten die Absolventen die Trichter und schweissten neue Leitbleche ein.

Handbetrieb und Automatik

Die Software für den Betrieb der Anlage verfügt über zwei verschiedene Funktionsmodi, wie Michael Hürlimann erklärt: «Zum einen gibt es die Möglichkeit, die Anlage im Handbetrieb zu steuern. Dabei wird jede einzelne Teilfunktion – das Anheben, das Zuführen, das Aufschneiden und so weiter – von Hand ausgelöst. Das ist dann wichtig, wenn man zum Beispiel Störungen beheben muss.» Weiter kann die Anlage im Automatikmodus betrieben werden, bei dem alle Schritte automatisch ablaufen. Getestet haben die Absolventen die Anlage mit Salzsäcken. Chris Beyer berichtet: «Insgesamt haben wir rund 900 Kilogramm Salz mit der Anlage befördert – hätten wir dafür Gewürze genommen, wäre das natürlich viel zu teuer geworden.» Nach den Tests an der School of Engineering demontierten die Absolventen die Anlage, bauten sie bei der Stedy Gwürz AG auf und nahmen sie in Betrieb.

Bereit für die Praxis

Noch stehen weitere Tests mit Gewürzsäcken und kleinere Optimierungen aus, die aber demnächst ausgeführt werden, so dass die Stedy Gwürz AG die Anlage bald für das Abfüllen von Gewürzen nutzen kann. Dozent Christian Abegglen, der die Bachelorarbeit am Institut für Mechatronische Systeme (IMS) betreut hat, ist sehr zufrieden mit dem Resultat: «Es war eine sehr umfangreiche und komplexe Arbeit, die viel Energie und Engagement seitens der Absolventen verlangte.» Sie hätten sehr selbständig und verantwortungsvoll mit ihrem Kunden zusammengearbeitet und damit bewiesen, dass sie bereit sind, in die Berufswelt entlassen zu werden. «Daher hat es mich auch überhaupt nicht erstaunt, dass die Absolventen umgehend eine Arbeitsstelle gefunden haben», so Christian Abegglen.

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