Onderzoek naar en mechanisatie van de fabricage van bonbons

Onderzoek naar en mechanisatie van de fabricage van

bonbons

Citation for published version (APA):

Jeuken, P. A. H. (1988). Onderzoek naar en mechanisatie van de fabricage van bonbons. (TH Eindhoven. Afd. Werktuigbouwkunde, Vakgroep Produktietechnologie : WPB; Vol. WPA0566). Technische Universiteit

Eindhoven.

Document status and date: Gepubliceerd: 01/01/1988

Document Version:

Uitgevers PDF, ook bekend als Version of Record

Please check the document version of this publication:

• A submitted manuscript is the version of the article upon submission and before peer-review. There can be important differences between the submitted version and the official published version of record. People interested in the research are advised to contact the author for the final version of the publication, or visit the DOI to the publisher's website.

• The final author version and the galley proof are versions of the publication after peer review.

• The final published version features the final layout of the paper including the volume, issue and page numbers.

Link to publication

General rights

Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights. • Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. • You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain

• You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal.

If the publication is distributed under the terms of Article 25fa of the Dutch Copyright Act, indicated by the “Taverne” license above, please follow below link for the End User Agreement:

www.tue.nl/taverne

Take down policy

If you believe that this document breaches copyright please contact us at:

openaccess@tue.nl

providing details and we will investigate your claim.

Technische Universiteit Eindhoven Facu1teit der Werktuigbouwkunde

Vakgroep Produktie en Automatisering (WPA)

Onderzoek naar en mechanisatie van de fabricage van bonbons

door: P.A.H. Jeuken

Rapport nr: WPA 0566

Een vers1ag van een onderzoek-opdracht in onderzoek-opdracht van

prof. ir. J.M. van Bragt. Uitgevoerd voor: Choco1aterie de Vree BV, Maastricht

Bege1eider: ir. P.W. Koumans

Samenvatting

In het kader van de D2-onderzoeksopdracht is voor Chocolaterie de Vree BV. een opdracht gedaan met als doel het bereiken van een

verlaging van de produktiekosten door verbeteringen van het

produktieproces.

Om inzicht te krijgen in het

hiervan gemaakt waarin gezocht processtructuur en mechanisatie te bereiken.

produktieproces is een analyse

is om door veranderingen in de een grotere proces-effectiviteit A.h.v. deze analyse zijn aanbevelingen gedaan om het proces, welk nu bestaat uit 5 gescheiden delen, te koppelen tot I lijnproces. Riermee kan een sterke verhoging van de produktiviteit bereikt

worden. Gevolg van deze verandering is echter een verminderde

produktie-flexibiliteit. Dit voorstel wordt reeel bij een

voldoende grote seriegrootte. Bij het huidige nivo van produceren op order zijn deze nauwelijks mogelijk. Ret voorstel is dan ook meer een toekomstvisie dan een direct uitvoerbaar plan.

De voorstellen tot mechanisering die uit deze analyse naar voren komen zij n weI direct toepasbaar. Mechanisering van deze twee funkties betekent een grote vermindering van de menselijke arbeid in het produktieproces. De kostprijs van een bonbon bestaat voor een groot deel uit de loonkosten, dus door deze mechanisatie kan de kostprijs wezenlijk verlaagd worden.

Ret eerste voorstel is het mechaniseren van het schrapen van de vormen. Riermee verdwijnt ca. 25% van de handmatige arbeidstijd. Ret ontwerp van een machine voor de reiniging van de vormen is geheel uitgewerkt tot gedetailleerde constructietekeningen.

Ret tweede voorstel is om de machines (vormmachine, spuitmachine,

vormmachine) gemechaniseerd te voeden met vormen. Wanneer dit

geheel wordt uitgevoerd verdwijnt opniew ca. 25% van de

handmatige arbeid. Ret ontwerp van het toevoersysteem is uit

Inhoudsopsave

Samenvatting 1

Inhoudsopgave 2

Hoofdstuk 1 Inleiding 3

Hoofdstuk 2 Procesana1yse 4

§ 2.1 Beschrijving van de huidige situatie 5

§ 2.2 Kne1punten en mogelijken verbeteringen 10

2.2.1 m.b.t. de produktiekosten 10

2.2.2 m.b.t. de produktiesnelheid 12

§ 2.3 Verwachtingen bij invoering nieuw proces 16

Hoofdstuk 3 : De Schraapmachine 18

§ 3.1 Inleiding 19

§ _{3.2 Keuze van de reinigingsmethode 20}

§ 3.3 Uitwerking van het mes 22

§ 3.4 Layout van de machine 24

§ _{3.5 De aandrijving 25}

§ 3.6 Samenvatting 26

Hoofdstuk 4 : Het automatische toevoersysteem 27

§ 4.1 In1eiding 28

§ 4.2 Funktieana1yse van het toevoerproces 29

§ 4.3 Creeren van een geordende voorraad 30

§ 4.4 De aandrijving 31

§ 4.5 Het schoon toevoeren van de vormen 32

§ 4.6 Het omkeermechanisme 33

§ 4.7 Samenvatting 35

Literatuur1ijst 36

Bijlagen: 1. Mode11ering van het schraapproces 2. Keuze van de reinigingsmethode 3. Het verwarmingselement

4. De aandrijving

5. Het pneumatische systeem 6. Geometrie van het magazijn

Hoofdstuk 1 Inleiding

Bij chocolaterie de Vree B.V.

varianten geproduceerd. Een van de

Deze worden met ca. 15 tegelijk

kunststof mallen, vormen genaamd.

worden bonbons in allerlei

produkten is een vormbonbon. geprduceerd in rechthoekige,

De bewerkingen bes taan ui t het maken van een kuipj evan

chocolade, het handmatig schrapen van de vormen, het vullen van de bonbons met bv. slagroom en het dichtstrijken van de bonbons met chocolade. Tussen deze produktiestappen moe ten de vormen, in stapels op een karretj e, getransporteerd worden van de ene naar de andere machine. Daar worden ze weer afgestapeld en aan het

einde van de machine weer opgestapeld.De bewerkingen aan de

vormen zijn grotendeels gemechaniseerd, de handling van de vormen is grotendeels handmatig.

Dhr. Nicolaes, directeur van het bedrijf, wil de

produktie-kosten verlagen door een deel van de handmatige arbeid te

mechaniseren. Vanuit dit standpunt is de opdracht gekomen om het

handmatige schoonschrapen van de vormen te mechaniseren. Dit

schrapen vindt plaats v66rdat de vormen de spuitmachine ingevoerd worden en de reden hiervoor is dat niet gereinigde vormen de machine zodanig vervuilen dat deze niet meer naar behoren werkt. Er wordt geproduceerd in series van ca. 100 vormen. Bij gemiddeld 9 series per dag kost het schrapen ca. 4,5 arbeidsuur per dag. Wanneer dit schrapen gemechaniseerd wordt kan dit een behoorlijke besparing op de arbeidskosten opleveren.

Het ontwerpproces en de resultaten hiervan zijn beschreven in Hoofstuk 3. Voordat het ontwerpen van de schraapmachine gestart

is, is eers t e e n analyse van het produktieproces gemaakt. te

vinden in Hoofdstuk 2. Het doel van deze analyse is tweeledig,

ten eerste het onderzoeken van verdere mogelijkheden tot

mechanisatie en ten tweede het verkrijgen van inzicht voor het

ontwerp van de schraapmachine. Het ontwerp kan dan tevens z6

gemaakt worden dat het geschikt is om ingepast te worden in een eventuele verdere mechanisatie.

Uit deze analyse is naar voren gekomen dat het toevoeren van de vormen in de machines ook een proces is dat in aanmerking komt

om gemechaniseerd te worden. Dit proces kost nog eens 4,5

arbeidsuur per dag. In Hoofdstuk 4 is gekomen tot een concept

van een automatisch toevoersysteem. Vanuit dit concept kan de uiteindelijke constructie ontworpen worden.

De resul taten van deze opdracht z ij n cons tructie tekeningen

van de schraapmachine en een begeleidend rapport. Hierin teves een analyse van het proces met ideeen over eem mogelijke verdere

mechanisatie en een tot concept uitgewerkt ontwerp van een

automatisch toevoersysteem. In de bijlagen zijn een aantal

deelontwerpen gedetailleerd uitgewerkt.

HOOFDSTUK 2 Analyse van het produktieproces

§ 2.1 Beschrijving van de huidige situatie

§ 2.2 Kne1puntsbepa1ing en moge1ijkheden tot verbetering

2.2.1 Produktiekosten 2.2.2 Produktiesnelheid

§ 2.3 Verwachtingen bij invoering nieuw proces

§ 2.1 Beschrijving van de huidige situatie

Doel hiervan is inzicht te krijgen in de huidige produktiewijze. Vastleggen van de situatie zal gebeuren door het opstellen van een: *Processchema

hierin zijn aIle handelingen m.b.t. de produktie vastgelegd *Processtroomkaart

hierin zijn, in de lay-out, de hande1ingen d.m.v. symbo1en aangegeven.

*Fabricagekaart

hierin is de produktie d.m.v. symbolen vastge1egd.

In de praktijk blijkt, zie processchema, dat de produktie

uiteenvalt in vijf blokken. Er wordt geproduceerd in series, ter grootte van ca. 100 vormen. Een serie wordt eerst door Blok 1 gevoerd, daarna geheel door Blok 2 etc.

Deze b10kken zijn: 1. Vormen

het maken van de bonbonbakjes 2. Schrapen

het schoonmaken van de zijkanten van de vormen.

3. Spuiten

het vullen van de bonbons 4. Strijken

het afdekken van de bonbons met chocolade 5. Afwerken

het koelen en uitkloppen van de vormen

Tus s en de b lokken in worden de vormen opge s tape Id en op e en

karretje naar de volgende machine gebracht.

De produktie geschiedt door twee werknemers.

Hieronder voIgt een verdeling van de handelingen per werknemer per blok: 1.Vormen 2.Schrapen 3.Spuiten 4.Strijken 5.Afwerken Werknemer A

invoeren van de vormen in de vormmachine

stapelen, schrapen van de vormen

invoeren van de vormen in de spuitmachine

invoeren van de vormen in de vormmachine

uitkloppen van de vormen

De produktie in geta11en (gemiddeld):

Werknemer B

handling van vormen plaatsen hiervan op de werktafel

idem als A, vullen van de spuitmachine aankloppen,opstapelen van de vormen. Controleren van de spuitmachine de vormen uitnemen en in de rekken plaatsen idem als A

* 9 series per dag, 1 serie bestaat uit ca. 100 vormen

* daarvan zijn: 5 series melkchoco1ade (55%), 2 series witte- en 2 series pure-chocolade (22%)

* produktietijd per serie: 55 minuten, onderverdeeld in:

vormen (10 min.),schrapen (15 min.), spuiten (10 min.),

strijken (10 min.), afwerken (10 min.)

LAY(lJT

VORMPROCES

wit

I

vormmachine werktafel puur

I

vormmechine werktafel melk

I

\lormmachine werktafel

\lull ing- machine

I

I

_{' apu!tlnachine}

opslagrekken \loor \lormen

Processchema Vormproces

",B,-"l""o=k,--,l=-=..: _V~o~r~m!!..e~n~ _ _ _

*

vo rme n na a r de vo rmma chi ne

Blok 2: Schrapen

Blok 3: Spuiten

*

vormen invoeren in de vormmachine

*

vullen van de vormen met chocolade

*

vormen aantrillen,omkeren, uittrillen

*

vormen op de werktafel plaatsen

*

bovenkant van de vormen afschrapen

*

vormen opstapelen

*

zijkanten van de vormen afschrapen

*

vormen opstapelen

*

vullen van de spuitmachine

*

vormen naar de spuitmachine

*

vormen invoeren in de spuitmachine

*

spuiten van de vormen

*

vormen aankloppen en opstapelen

",B,-"1,,",o:::u.:k,--4;':"':':--lS::..::::t~ro..:i!:..,,l...j ..!:k::..!e::..:n~ _ _

*

v 0 rm e n na a r de vo rmm a chi n e

*

vormen invoeren in de vormmachine

*

strijken van de vormen

*

vormen uitnemen en in rekken plaatsen

~B~1:...:o::!..k~-,,5:....:...: -!o.lA'-'lf:...:w~e-=r~k:...:e:::..n!o.l-_ _

*

V 0 r men n a a r de k 0 e 1 eel

*

afkoelen van de vormen

*

vormen naar de werktafel

*

uitkloppen van de vormen

PROCESSTROOMKAART

- - l

--.J

;--

-~-I

r_J[-=----'J'j-

-~:

L

I '

r---~

- - - _-1 I

L....,-J

--~

- - - ! I I r - - -

--¢:1- - -'

I I

t{}@-D--o~

Q)

_ - - ' L - -_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ , _ . ____ . _ _ _ ~__ _ I

~--_r>---Q

r

1. \formen

2.

schrapen 3. spuiten 4. strijken 5. afwerken

FABRfCAGEKAART

chocolade vormen vormen bp.tekenis symbolen :

---o

inspec:i.

o

proGuktieste~

D

wachttijc

~

ve~Dlaatsil9

~ opsla~

schrapen

chocoladp-stapelen spuiten strijker.

§ 2.2 Knelpuntsbepaling en mogelijkheden tot verbetering

De meest effectieve manier om het rendement van een produktie te verbeteren is het oplossen van de bottle-necks hierin.

Globaal gezien kan mechanisatie verbeteringen aanbrengen op de volgende gebieden: * produktiesnelheid

* produktiekosten * produktkwaliteit

* gevaren bij produktie * arbeidsverveling

* produktietechnische problemen

Door dhr. Nico laes is aange geven da t z ij ns inz iens de prob 1 emen

liggen bij te hoge produktiekosten. Hoewel op dit moment de afzet

en produktie,als gevolg van produceren op order, op gelijke

hoogte liggen, lijken er op het gebied van de produktiesnelheid zeker verbeteringen mogelijk.

Op de andere gebieden zijn geen noemenswaardige problemen.

De bottle-necks zullen gezocht moeten worden op het gebied van de produktiekosten en de produktiesnelheid.

2.2.1 Produktiekosten

Een punt in de produktie is een bottle-neck m.b.t. de

produktiekosten indien het in negatieve zin opvalt door: - veel directe arbeid

- veel materiaalverlies Aangez ien de choco lade, die

zou worden, teruggesmolten

materiaalverlies nauwelijks

gezocht worden op het gebied

bij de produktie als afval betiteld

en hergebruikt wordt, is er van

sprake. De bottle-neck moet dus

van de directe arbeid.

Welke handelingen komen in aanmerking voor vermindering van de directe arbeid?

Deze moeten in eerste instantie voldoen aan twee voorwaarden: -Ze moe ten veel arbeidstijd vragen.

aIleen de mechanisatie van deze handelingen is economisch zinvol -Ze moeten technisch geschikt zijn voor mechanisatie.

b.v. eenvoudige handelingen met hoge graad van herhaling

Hieronder zijn de handmatige handelingen afzonderlijk beoordeeld op hun geschiktheid voor mechanisatie:

*vormen naar vormmachine tijdsduur: 2 minuten

conel: economisch weinig interessant

*vormen invoeren in de vormmachine tijdsduur: 10 minuten

concl: handelingen met hoge herhalingsgraad en grote arbeidsduur. Zeer geschikt voor mechanisatie

*vormen aantrillen, omkeren, uittrillen en op de tafel plaatsen tijdsduur: 10 minuten

concl: Het aan- en uittrillen gebeurt op de trilplaat. Aangezien

de procestijden hiervoor per vorm verschillen, worden deze door de werknemer bepaald. Dit maakt mechanisatie problematisch en derhalve minder interessant.

*bovenkant van de vormen afschrapen tijdsduur: 2 minuten

conel: De handeling is technisch weI geschikt maar door de korte tijdsduur economisch minder geschikt voor mechanisatie.

*vormen opstapelen tijdsduur: 2 minuten

concl:technisch weI maar economisch weinig geschikt *zijkanten afschrapen

tijdsduur: 2xl5 minuten

concl: handeling met hoge herhalingsgraad en lange arbeidsduur. Zeer geschikt voor mechanisatie.

*vullen spuitmachine tijdsduur: 5 minuten

concl: technisch ongeschikt *vormen naar spuitmachine

tijdsduur: 2 minuten

concl: economisch weinig interessant *vormen invoeren in de spuitmachine

tijdsduur: 10 minuten

concl: hoge herhalingsgraad en lange arbeidsduur. Zeer geschikt voor mechanisatie

*vormen aankloppen en opstape1en,controleren van de spuitmachine tijdsduur: 10 minuten

concl: mechanisatie heeft aIleen nut indien aIle drie de handelingen gemechaniseerd worden. Mechanisatie wordt hierdoor te complex om direct interessant te worden. *vormen naar vormmachine

Zie boven.

*vormen invoeren in de vormmachine Zie boven.

*vormen uitnemen en in rekken plaatsen tijdsduur: 10 minuten

conc1: de vormen worden apart van e1kaar in de rekken gezet, dus niet gestape1d. Dit gebeurt vanwege de koe1ing. De

huidige rekken zijn ongeschikt voor mechanisatie.

Een andere opslagvorm die beter geschikt is kan mogelijk-heden bieden.

*vormen naar koeicel brengen tijdsduur: 2 minuten

concl: economisch oninteressant *vormen naar werktafel brengen

tijdsduur: 2 minuten

concl: economisch oninteressant *uitkioppen van de vormen

tijdsduur: 2xI0 minuten

concl: bij deze handeling moet steeds gecontroleerd worden of aIle bonbons uit de vorm gek10pt zijn. Dit maakt mechani-satie gecompliceerder en dus minder interessant.

De conclusie die uit deze beoordeling valt af te leiden is dat

het invoeren van de vormen in de vorm- en spuitmachine samen met

het schoonschrapen van de zijkanten van de vormen twee

hande1ingen zijn die zeer geschikt zijn voor mechanisatie. Deze twee onderde1en zullen dan ook worden uitgewerkt.

Een aanbeveling is om te overwegen het proces "vormen uitnemen en

in rekken plaatsen" ook te mechaniseren. Bij deze globale

beschouwing Iijkt ook dit proces goede perspectieven te hebben.

2.2.2 Produktiesne1heid De huidige opzet wachttijden, een produktiesne1heid. slecht gebruikt. van de lange Verder

produktie wordt gekenmerkt door lange

door1ooptijd en derha1ve een 1age

wordt de capaciteit van de machines

Om dit duide1ijk te maken het onderstaande: Per vorm is de echte produktietijd: 1.vormen

2.schrapen afkoe1en 3.spuiten 4.strijken 30 sec. 10 sec. 120 sec. 30 sec. 30 sec. totaa1 220 sec.

Van de door1ooptijd van 45 minuten is dus 8% produktietijd en 92% wachttijd. De capaciteit van de vormmachine wordt voor 45% gebruikt en die van de spuitmachine voor 23%.

Vooropgeste1d moet worden dat een hogere produktie niet het

eerste doe1 is waarnaar gestreefd wordt. Het doe1 is om d.m.v.

verhoging van de produktiesne1heid de produktiekosten te

ver1agen. Verhoging van de produktie kan gebeuren door de

machines tege1ijkertijd te 1aten werken. Dit is echter een

extrapo1atie van het huidige proces en za1 dus nauwe1ijks een

ver1aging van de produktiekosten veroorzaken aangezien de

hoofdmoot hiervan, de arbeidskosten, onveranderd b1ijven.

Een verbetering van het proces m. b. t. de produktiesne1heid za1

moeten voortkomen uit het reduceren van de wachttijden. Deze

bedragen 92% van de produktietijd en hieruit va1t waarschijn1ijk de meeste winst te ha1en.

Om dit te bereiken wordt een nieuw proces voorgeste1d, waarvan hieronder een beschrijving vo1gt.

Dit gebeurt door:*Nieuw-Proces schema *Nieuw-Processtroomkaart *Nieuw-Fabricagekaart

Het proces va1t uiteen in twee b1okken:B1ok 1: vormen schrapen spuiten strijken B10k 2: afwerken B10k 2 is onveranderd t.o.v. de huidige situatie.

B10k 1 is een 1ijnproduktie (zie Nieuw-Processtroomkaart). Aan deze 1ijn staan 3 medewerkers met de vo1gende taken: *medewerker 1:vu11en van toevoersysteem

omkeren vormen en in schraapmachine p1aatsen *medewerker 2:vu11en spuitmachine

vormen aank10ppen en invoeren in strijkmachine contro1eren spuitmachine

*medewerker 3:vormen uitnemen en in rekken p1aatsen

Zoa1s reeds verme1d lijkt de hande1ing van medewerker 3 ook

geschikt voor mechanisatie. Hierdoor kan het aanta1 medewerkers teruggebracht worden tot twee. Dit is niet in de beoorde1ing van het systeem meegenomen.

Processchema (nieuw)

*vullen van de spuitmachine *vormen naar vormmachine *automatische invoer

*vullen van de vormen met chocolade

*vormen aantrillen, omk~ren, uittrillen

*vormen in schraapmachine plaatsen *automatisch schrapen

*automatisch transport naar spuitmachine *buffer

*automatisch invoeren in de spuitmachine *spuiten van de vormen

*vormen aankloppen, vormen invoeren in de

controleren van de spuitmachine *strijken van de vormen

*vormen uitnemen en in rekken plaatsen

*vormen naar de koelcel *koelen van de vormen *vormen naar de werktafel *uitkloppen van de vormen

13

PROCESSTROOMKAART (NIEUW)

(in .agelijke layout)

f

-

-(j)-~

~{l)-

@jf

-Q)u[«:_I_

-D-<>--G)-f

"----1. vormen

2. schrapen

J.

spuiten

4. atrijken

S. afwerken

->

V'I

FABRICAGEKAART (NIEUW)

chocolade

schrapen spui ten str ijken

b~teken~ sym~olen

[

j

inspectie

o

oroduktiestap

D

wachttijd

¢

verplaatsiig

V

apsIac; afwerken bonbons

§ 2.3 Verwachtingen bij invoering van het nieuwe proces

De huidige produktiesne1heid in de b10kken is 1 vorm per 3 tot 4 seconden. Dit ge1dt zowel voor het vormen, het spuiten en het strijken. In de nieuwe opzet wordt deze sne1heid gehandhaafd. De doorlooptijd van de vormen in het nieuwe proces wordt dan:

*vormen 30 sec. *schrapen 5 sec. *buffer 120 sec. *transport 5 sec. *spuiten 30 sec. *strijken 30 sec. ---~-_{totaal 220 sec.}

De produktietijd voor een serie van 100 vormen wordt dan

ongeveer: 100x4 + 220 = 620 seconden.

De benodigde arbeidstijd hierbij is 3x4xl00-1200 seconden.

Dus de produktietijd van een serie wordt ca. 10 minuten en de totaal gevraagde arbeidstijd hierbij ca. 20 minuten.

Hieronder voIgt een verge1ijking tussen de drie process en die nu in het spel zijn, te weten: a. het huidige proces

b. het gemechaniseerde proces

(invoeren en schrapen machinaal) Hoeveel arbeidstijd vergen deze processen totaal?

a.huidig b.gemech. c.nieuw

l . vormen 2xlO lx(lO+p) lx(7+p)

2. schrapen 2xl5

3. spuiten 2xlO lx(lO+p) lx7

4. strijken 2xlO 1x(10+p) lx7

... ...

- - - -

---totaal 90 min. 30+3p min. 2l+p min.

Hierin stelt p

toevoersysteem

vormen naar

toevoersysteem. ca. 3 minuten.

de tijd voor die benodigd is om het automatisch te starten. Dit houdt in het transporteren van de

de vo1gende machine en het laden van het

Een schatting van de hiervoor benodigde tijd is Het uiteindelijke resultaat voor de totale

proces vraagt is dan: a. huidige proces

arbeidstijd welke 90 minuten 39 minuten 24 minuten het b. gemech. proces c. nieuwe proces

Het nieuwe proces heeft een nog lagere arbeidsintensiteit dan het

gemechani see rde proc es a1 s gevo 1 g van he t e l imi neren van he t

transporteren en het stape1en tussen de blokken. Bij het huidige produktieniveau zou dit op de arbeidskosten een extra be sparing op1everen van ca. Fl. 7000,-.

Het nieuwe proces betekent echter een verandering van de

produktieopzet. Het betekent een overstap van b10ksgewijze

produktie naar een lijnproduktie.Het huidige systeem is door z'n gedeelde opzet zeer flexibe1. Het nieuwe systeem heeft door de koppeling van de blokken een lets mindere flexibi1iteit. Omdat de invloed van het omstellen van machines bij kleine series re1atief groter is zal de nieuwe opzet bij een groter wordende produktie

steeds meer voordelen gaan bieden.

Hieruit volgt dat het nieuwe proces niet direct toepassingen heeft, maar dat wanneer de produktie stijgt steeds interessanter

~ordt. Het is op dit moment dan ook een gedachtenbepaling voor de toekomst.

HOOFDSTUK 3 De Schraapmachine

Inhoud:

§ 3.1 Inleiding

§ _{3.2 Keuze van reinigingsmethode}

§ 3.3 Uitwerking van het mes

§ 3.4 Layout van de machine

§ 3.5 Aandrijving

§ 3.6 Samenvatting

§ 3.1 In1eiding

T ij dens he t vorm - en s tr ij kproce s worden, a 1 s gevo 1 g van de

overv1oedige toevoer van choco1ade, de z ij kanten van de vormen

vervui1d met choco1ade. De vo1gende produktiestap, de

spuitmachine, kan a11een vormen met een schone zijkant verwerken. Voor dit prob1eem zijn 2 principie1e op1ossingen:

a. verbeter het vorm- en strijkproces zodanig dat de vormen

niet vervui1d worden.

In het eerste gedee1te van de vormmachine, de p1aats waar vormen vervui1en, zou het proces zodanig aangepast kunnen worden dat dit niet meer optreedt. Ook in het tweede dee1 van de machine vervui1en de vormen. Dit proces, het

uittri11en kan echter niet veranderd worden. b. ontwerp een machine die de vormen reinigt.

Deze wordt dan achter de vormmachine gep1aatst.

Omdat het proces uittri11en a1tijd voor enige vervui1ing zorgt, verva1t hiermee op1ossing a.

Met instemming van dhr. Nico1aes is bes10ten tot op1ossing b. Er wordt een machine ontworpen die de zijkanten van de vormen reinigt. Aan deze machine worden de vo1gende eisen geste1d.

- goede, constante reiniging van de vier zijkanten van de

vormen.

- capaciteit bedraagt ca. 15 vormen per minuut.

- eenvoudige, goedkope constructie

- onderhoudsarm

Het reinigen van de bovenkanten van de vormen wordt hier niet meegenomen. Dit is enerzijds gedaan om de constructie eenvoudig te houden, anderzijds is dit een proces wat weinig arbeidstijd vergt en derha1ve een 1agere prioriteit wat betreft mechanisering heeft.

§ 3.2 Keu;e van de rein1&1n&smethode

De bedekking van de zijkanten van de vormen met chocolade gebeurt in de vormmachine. De dikte van deze laag is onafhankelijk van de

verblijftijd van de vormen in deze machine. Samen met een

constante temperatuur van de chocolade in de vormmachine leidt dit tot een constante laagdikte van de chocolade op de zijkanten. Deze laagdikte bedraagt ca. 1 mm en bestaat uit zachte,

vloeibare/stroperige chocolade.

De eisen die aan deze reiniging gesteld worden zijn hoofzakelijk van kwalitatieve aard. De z1jkanten van de vormen moeten na het reinigen goed schoon zijn. Goed bet.kent hier dat z. zo gereinlgd

zljn dat ze voor de volgende machine, de spu1tmachine, geen

probleem meer opleveren. Verder moet deze kwaliteit constant zijn over de verschillende vormen.

Om dit resultaat te bereiken zijn de volgende 4 oploss1ngen voor het reinigen naar voren gekomen:

1. Mes (eventueel verwarmd om stollen van chocolade op het mes te voorkomen.)

2. Borstel

3. Rubber flap

4. Luchtstroom (eventueel verwarmd om de chocolade beter te

laten afstromen.)

De vier alternatieven zijn beoordee1d op de onderstaande punten met hun respectieve1ijke weegfactoren.

*

kwa1iteit van de reiniging

deze is afhankelijk van de hoevee1heid chocolade die zich na het reinigen nog op de zijkanten bevindt.

*

constantheid van de kwaliteit

afhankelijk van het verschi1 in reinigingskwa1iteit tussen de verschillende vormen.

*

kostprijs

deze moet, zonder de kwaliteit van de reiniging uit het oog te verliezen, zo laag mogelijk zijn.

*

levensduur

een te lage 1evensduur betekent te vaak verwisselen van de reinigingselementen en te vaak een onvoldoende kwaliteit.

*

storingsgevoeligheid

stil komen liggen door fa1en van het apparaat zelf, door beschadigingen aan de vormen of door maatonnauwkeurigheden van de vormen moet voorkomen worden.

Onderdee1

kwaliteit van reiniging constantheid van kwaliteit kostprijs levensduur storingsgevoeligheid Weegfactor 35 35 10 10 10 --

---

. r -_ -_ a _ _ _ _ . _ kWlll • «'oll!;I •

kn:d Ill' i';1> '

PYPIIn-re HllIJ. kwul • (Itlll r

.

" :35

x35 ~ )C. \0 ). 10 11 J i jc1end

8

290 8

2ao

8

80

a

80

men ntpkond

9

315

5

115

8

80

t

'10

mp!J boratel

9

'315

5

115

'1

7

0

6

60

-.

-rubber

6

2\0

6

2.10

_{8 80}

₅

50

flap Jucht

6

₂₁₀

9

₂₈₀

_5"

50

₈

80

---~--nlol"irul

-".0 t.nt aa I

?

7

0

190

5

5('

₆₉₀

(j

₈₀

₇₀₀

-1-

7

0

6Lto

... ~ . -

---"1

70

690

Een uitgebreidere beoorde1ing van de oplossingen in de bijlage. Hieruit is de conclusie dat a1s reinigingsmethode een mes de beste moge1ijkheden biedt.

Belangrijkste redenen hiervoor zijn de betere resultaten met betrekking tot de kwaliteit van de reiniging en de konstantheid

van deze kwaliteit.

§ 3,3 Ultwerklna mes

Gekozen wordt voor een gl1jdend mes dat tegen de vorm wordt

aangedrukt. De richting en grootte van deze aandrukkracht zijn uttgewerkt in de bijlage.

De hoek A wordt bepaald door da overmaat van het mea. De vorll drukt het mes weg waardoor de hoek A bepaald wordt

Het mes kent ook een instelling van hoek B.

Deze hoek be1nvloedt de afloop van de chocolade van het meso

B1j hoek B > 45· wordt de reinigende werking van het mes lets

lIinder goed, mogel1jk veroorzaakt door een verminderde druk van het mes op de vorm.

Ala m1ddenweg tu.een de aandrultltracht en het af.tromen van de

chocolade wordt hoek B gesteld op 30· Dit 1s getest in de

proefopstel11ng en b11jkt goed te werken.

Doordat het mes twee hoek1nstellingen kent, zal bij een hoek A en hoek B onge11jk nul de schraapkant 'van het mes niet meer tegen de vorm aanliggen.

fig. 3.3.2

Het m •• wordt daarom draaibaar opgehangen, zodat het altljd d.

mogelljkheld heeft om zlch naar de vorm te rlchten. De

aandrukkracht wordt verzorgd door een draaiveer. Het mes wordt • I

voorgeapannen en moet daarom in zljn "rust"-positie tegengehouden

worden (fig 3.3.3.). De veer is %0 opgesteld dat ze onder

be1ast:'lng opgedraaid wordt (fig 3.3.4.). Wanneer deze belaating wegvalt veert het mes terug naar zijn "rust"-positle. Tevens zal de veerkracht er voor zorgen det d' schraapkant van het mes tegen de vorm aanligt. Samen met een rechte schraapkant van het mes ontstaat er een situatie waarln een goede reinlging verzekerd is.

,

fig 3.3.3. fig 3.3.4.

De dikte van het plaatje waaruit het mes vervaardlsd wordt, wordt

genomen op 3 mm. Hierdoor heeft het mes een voldoende stljfheld

tegen doorbuigen.

Om de afloop van de chocolade te verbeteren is het nodig dat de

chocolade niet kan stollen op het mes. Het mes wordt daarom

ui tgevoerd met een instelbare elektrisehe verwarming. door de

Korte contacttij d tussen mes en ehocolade heeft de vervarmins

geen invloed op de schraapkwalitelt.Verdere uitwerking hiervan in de bijlage.

§ 3.4 Layout van de machine

Omdat in een schraapgang slechta twee zljkanten s.r.inl~.nd

kunnen worden zijn twee paar messen nodig.

Voor de layout is de gewenste in- en uitgangssituatie van be1ang. Aan de in gang van de schraapmachine heeft een aedewerker een vora in de hand. Het ligt voor de hand dat 4eze 4e vorll in 4e schraapmaehine plaatst. Aan de uitgang wordt een rij voraen gewenst die op de tafel gesehoven worden. Dit is gelijk aan de huidige sistuatie.

De invoer van de eerste sehraapgang sebeurt dus aet de hand. De tweede sehraapgang kent hierna twee mogelijkheden;

1. vormen 90· draaien, zelfde bewegingsrichting

Dit opent de mogelijkheid om ook de tweede sehraapgang met de hand aan te drijven.

\

)

~r

L

fig. 3.4.1

2. Vorm~n niet draaien, bewegingsrichting 90· 4reaien. Hiervan is het direkte gevolg dat een lIachanischa aandrijving noodzakalijk i •.

fig. 3.4.2

Indien bij de eerste mogelijkheid geen mechanlsche aandrijving komt ontstaat het probleem dat de vormen gedraaid lIoeten wordan en daarna nog steeds door de hand aangedrevan lIoetan kunnan worden.Als dit niet gerealiseerd kan worden vervalt dit voordeel van mogelijkheid 1 t.o.v. 2. Layout 2 heeft eltijd een aandrijving nodig. De aandrijving van layout 2 kan een eenvoudi~e trans lerende eenhe id z ij n. B ij layout I is op z' n ai ns t e e n roterende, lIaar waarsChijnlijk ook een tranierende eenbeld nodi~.

Een verder voordeel van layout 2 Is dat ze mlnder ruillte inneeat. Gekozen wordt mogelijkheld 2 wegens de eenvoud ven constructle en de beter gesehikte layout.

§ 3.5 De eandrljv1nc

Als prlnclpi~le mogelljkheden voor de aandrijvlng zljn volgende oplosslngen naar voren gekomen: a. Transportband

b. Hydraulische stoter

Deze zijn in de bij1age uitgewerkt.

c. Pneumatlsche stoter d. Elektromotor met stangenmechanlsme. de In onderstaand verge1eken.

schema zijn de mogelljkbeden met elkaar

I Tr3n silc:;t Ist~nii. ",n

b3r.d dY'!rau11ek Pn~u!':':3ti,,;{

m~ch;:1i::.,m(;-Pr:'js

-

/)

'-

+

+

.

._,_.

"Jnd h0 1 _dr.-

.

('J

-f-

+

re'geline '-../

0

--E':Tlv:lu; v'!n

+

+

+

construe t i II!

-0nd~rhoud

+

-

_-+-

+

t-:11i~u

+

--

₀

+

W~rking

+

0

+

+

Hieruit valt op te maken:

De transportband valt af wegens zijn te hoge prijs.

Hydrauliek is in principe niet nodig voor deze kracbtdlchtheden

en vervuilt te erg. Pneullatiek is hlervoor wel geschlkt. een

e1ektromotor met stangenmecban!sme lijkt al. aandrijvlng even

duur a1s pneumnatlek. maar vergt een complexere construetie.

Dit mechanisme bestaat uit een R-T overbrenging; bv. een kettlng

of een kruk-drijfstang mechanisme.Pneumatiek kan eenvoudlg

uitgebreid worden omdat de energiebron ook voor andere maehines

gebruikt kan worden. Zo ken ook de schraapmachlne op bet

persluchtsysteem aangesloten worden.

,

De conelusle is dat voor de aandrljving een pneumatlscb systeem gekozen wordt.

§ 3.6 Samenvatting

Ontworpen is een machine voor het reinigen van de zijkanten van de vormen. de reiniging van de bovenkanten van de vormen is niet meegenomen in dit ontwerp. De reden hiervoor is dat het de winst die hiermee verkregen zou worden op de arbeidstijd, niet opweegt tegen het extra constructiewerk wat ervoor nodig zou zijn.

Een belangrijk uitgangspunt bij het gebruik van deze machine is dat deze bedoeld is voor het verwijderen van vloeibare en dus zachte chocolade. Het is niet de bedoeling dat vormen met een harde laag chocolade op de zijkant gereinigd worden, aangezien dit een kwalitatief schlecht resultaat op zal leveren.

In principe komt het reinigen van vormen met een harde

chocoladelaag in de praktijk ook niet voor

Hoofdstuk 4 Het automatische toevoersysteem

lnhoudsopgave:

§ 4.1 In1eiding

§ 4.2 funktieanalyse van het toevoerproces

§ 4.3 Creeren van een geordende voorraad

§ 4.4 De aandrijving

§ 4.5 Het schoon toevoeren van de vormen

§ 4.6 Het omkeermechanisme

§ 4.7 Samenvatting

§ 4.1 Inleiding

In de huidige situatie worden op 3 p1aatsen in het vormproces de

vormen me t de hand ingevoerd. Oi t gebeurt voor het vormen, het

spuiten en het strijken.Oe opdracht is nu om d.m.v. mechanisatie de produktiekosten, in hoofdzaak de arbeidskosten, te verlagen. De grootte van de toegestane investering is gerelateerd aan de winst die door het systeem wordt verkregen op de arbeidstijd.

Deze winst is voor de vormmachine: 3 uur per dag

spuitmachine: 1,5 uur per dag Oit betekent op het arbeidsloon een besparing van:

vormmachine: 3/8xFl.25.000,- - Fl.

9375,-spuitmachine:I,5/8xFl.25.000,- - Fl.

4657,-Bij een te rugve rdien t ij d van een j aar mo gen de inve s te r i ngen

ongeveer gelijk zijn aan deze bedragen. Er zal echter steeds

gestreefd worden naar een zo goedkoop mogelijke constructie.

Het doel is om een systeem te ontwerpen waar aan de ingang in een

keer een hoevee1heid vormen ingevoerd wordt en waar aan de

ui tgang deze vormen een voor een met de gewenste sne1heid en configuratie uitkomen.

Voor het systeem is het volgende eisenpakket samengesteld:

- toevoersne1heid: ca. 15 vormen per minuut

- regelbare toevoersne1heid

- start/stop funktie, te bedienen door de werknemer aan de achter1iggende machine.

- de minimale hoeveelheid vormen die in een keer toe te voeren is, bedraagt 30 stuks

- bedieningsvriendelijk - onderhoudsarm

- prijs van de constructie zo laag moge1ijk.

§ 4.2 Funktle analyse van bet toevoerproces

Aan de band van een bescbrijving van de huidlge situatie wordt een analyse gemaakt van de te verrichten handelingen.

De huldlge werkwljze la als voIgt: De vormen ataan geatapeid op een karretje en worden hier 'en voor 'en aigenomen. Door de vorm vooraan de rlj te plaat.en en hier tegen te duwen wordt de rij verplaatat over de lengte van een vorm. Dit herhaalt zlch. Zo ontstaat een aaneengesloten rlj vormen die zich met een stap-rust beweglng voortbeweegt.

Dit i8 de algemene beschrijving van het toevoerproces. B1j aIle drie de process.n heeft het toevoeren een kleine afwijk1ng:

a. het vormproces - de vorm wordt een keer ultgeklopt alvorens in de rlj geplaatst te worden. Dit gebeurt

om chocoladeresten te verwijderen.

b. het apultproce. - de vormen gaan geaeheiden op .en k.tting-transporteur de machine in.

c. het strijkproces- De vormen moete~ horizontaal gehouden worden anders valt de vulllng eruit.

AutomUsch loevoel's),steem

_..

_{uit CJong:}

Ingang:

_{aaneengeslolt'n}

ongeordende

_{varmen met}

atllataande

_{stap-ruet of}

voorraad

creeren

van

HOIIJHt

r

i rJr. hf'WI!

vorlll6n

_-...

UUIIlII' I j

v

i IItJ "-...

-

geor~cnde

.--rlJ C) Ifll,

voorraad

, . fig 4.2.1

Het toevoeren valt uiteen in twee hoofdfunktle., t . veten: 1. Het creeren van een geordende voorraad.

2. Het lnvoeren in de machine

Bij het toevoeren voor het vormproces kan een nevenfunktie onderscheiden worden, nl. het sch~onmaken van de vormen.

Deze drle funktles zu1len apart behandeld worden.

..

I 4.3 Het crelren yan een ,eordende voorraad

Voor het toevoeren bevinden de vormen z ich in een ongeordende atapel. Hiervan moet een geordende voorraad gemaakt worden die

geachikt ia 011 ingevoerd te worden in de machine.

De wijze van voorreadvorlling wordt bepaald door de aard van het

produkt. Voor dit 800rt produkten is een lIagazijn de meest

g •• ehikte voorraadvorll.

C.kozen wordt voor een vertikaal magazijn waarin de vormen

geordend voorkollen. Er zijn een tweetal soorten vertlkale

lIagazijnen:- • het bovenmagazijn •

-

.-..

"

"", ",

..

'O'''""?,,,

J

...

Vormen bewegen door eigen-gewicht naar baneden. voordeel: eenvoudig nadeel: kans op blijven

steken van de vorm

fig. 4.3.1. het bovenmagazljn

- • het ondermagazijn "

._-

..

Vormen worden door een veer omhooggedrukt.

voordeel: mlnder kans op steken

nadeel: complexer, minder eenvoudig te laden .

fig. 4.3.2. het ondermagazijn

Door een nauwkeurige geometrie van het magazijn is het mogelijk

da kana op ateken van de vormen klein te maken. Dit gebeurt

doordat In de richting waarin de vormen zullen bewegen, de lengte richting, de lIaat van het magazijn z6 rulm genomen wordt dat de vormen niet kunnen blijven steken.

Zie voor de geometrie van het maga%ljn de bijlage. Cekozen wordt voor een bovenmagazljn.

§ 4.4 De aandrijving

Er zijn twee bewegingsmogelijkheden om de vormen toe te voeren. Dit zijn; 1. continue eenparige beweging

b.v. met een transportband 2. stap - rust beweging

b.v. met een hydrau1isch systeem met een pneumatisch systeem met een stangenmechanisme

De uitwerking van deze moge1ijkheden is te vinden in de bijlage Aandrijvingen.

Omdat de gerealiseerde beweging analoog is aan die van de

schraapmachine ge1dt de beoordeling die in hoofdstuk 3 gemaakt is van deze aandrijvingen ook voor het toevoersysteem.

De conclusie voor het toevoersysteem is ook dat een pneumatisch aandrijving het meest geschikt is. Uitwerking van het pneumatisch systeem is te vinden in de bij1age Pneumatiek.

§ 4.5 Het schoon aanvoeren van de vormen bij het vormproces

Bij het stapelen van de vormen vallen stukjes chocolade van de onderkant van de ene vorm in de holtes in de bovenkant van de

andere vorm. Di t is een probleem bij he t vormproces omdat deze

stukjes de kwaliteit van de bonbons nadelig beinvloeden.

Dit vervuilen gebeurt tussen het uitkloppen van de bonbons en het

invoeren in de vormmachine. Voor dit prob1eem zijn twee

principie1e mogelijkheden tot oplossing: a. het reinigen van de vormen.

b. het voorkomen van de vervuiling

Dit houdt in dat, vanaf het uitk10ppen van de bonbons, de

vormen ondersteboven gestape1d en in het magazijn

geplaatst worden. Tijdens het aanvoeren worden de vormen een halve slag gedraaid tot hun oorspronkelijke positie. Dit gebeurt alleen tijdens het vormproces. Deze werkwijze

is niet meer dan het verschuiven van een stuk werk in het proces en levert geen extra werk op.

De keuze tussen de twee mogelijkheden is een keuze tussen het ontwerpen van een reinigende machine of een machine die de vormen een halve slag draai t. Het machinaa1 re inigen van de vormen, zeker wanneer deze hierbij niet omgekeerd worden, houdt a1tijd

het gevaar in zich dat geen 100% resu1 taat wordt. Worden de

vormen hierbij weI omgekeerd dan bevindt men zich in feite al in

op los sing b. . De huidi ge werkwij ze, waarb ij de vormen voor he t

proces uitgeklopt worden, werkt wat resultaat betreft, naar

tevredenhe id. Op1oss ing b. heeft deze 1fde procedure en daardoor een betere mogelijkheid tot een goed resu1taat.

Gekozen wordt voor oplossing b., er zal een mechanisme ontworpen worden voor het omkeren van de vormen.

tit

i 4,6 Hee omkeermBchanisme

Voor het ollkeren van de vormen is een constructie nodig die de

vorllen een halve slag draait. Omdat het omkeren bij het

vorllproces wel en bij het strijkproces niet optreedt, is het

wenselijk een constructie te bedenken die een eenvoudig

bedienbare aan/uit funktie in zich heeft.

Voor de cons true tie z ij n vier lIoge 1 ij ke op 10 .slngen naa r voren gekollen:

1. stoters in combinatle met kante1vlakken 2. spiraalvorllinge geleider

3. looping 4. rotatievlak

Deze worden hieronder verduidelijkt:

1. stoters in cOllbinatie met kantelvlakken

fig 4,6.1.

De aan/uit funktie 18 blj deze oplosslng weI te realiseren, maar

daar is we I enig cons true t iewerk voo r nOdig. He t vallen van de

vor. van da bovenstabaan kan verhinder worden door het afdekken van hat gat .et aen schuif. De twee mogelijkheden van aanvoeren

liggen echter niet op dezelfde hoogte. Deze kunnen weer op

.achinehoogte teruggebracht worden door aen schuinstaande

aanvoerbaan. Deze lIag achter niet te schuin staan omdat in dat geval de cillnder niet 1n staat is om de hele rlj aan te duwen. Gevolg is dat de baan lang wordt en veel ruimte vraagt. Een

andere lIogelijkheid 011 het hoogte versch11 op te lossen 1s het

verticaal verstelbaar lIaken van het gehela toevoersysteem. 2. Spiraalvormige gelelder

fig 4,6,2.

Ook deze oplossing heeft geen aan/uit funktie. Om de aandrijving goed te laten functioneren lIag de krommlng niet te groot zijn, waardoor de constructie groot wordt. Als dit goed gedimensioneerd

is, is de constructie wel bedrijfszeker.

..

3. Looping.

fig 4.6.3.

Deze oploasing is analoog aan de spiraalvormige geleider en heeft dezelfde ken.erken.

4.Rotatievlak

~

_J'J7JJU

r

~

_S9

I

_m»J

I

fig 4.6.4.

Oplossing met een eenvoudig te realiseren aan/uit funktie, door de aandrijving van bet rotatievlak te ontkoppelen.Verder voordeel i . de co.pactheid van de constructie. Er is een aandrijving nodig, maar deze kan gecombineerd worden met die van het toevoerayateem. Goed uitgevoerd is bedrijfszekerheid geen probleem.

Oplossing 4 lijkt de beste mogelijkbeden te hebben. Ze is compact, heeft een aan/uit funktle en onderbreekt de rij vormen niet. De benodigde aandrljving kan gebeuren door de teruggaande alag van de cilinder die de vormen in eerste instantie toevoert. Rotati. kan aIleen plaatsvinden als de rij stil staat. De aan/uit

funktie wordt verkregen door ontkoppeling van de cil1nder Oplos.ing 4 wordt gekoze~.

§ 4.7 Samenvatting

Er is een voorontwerp gemaakt van een toevoersysteem voor het vormproces, het spuitproces en het strijkproces.

Na een funktieanalyse z1Jn de daaruit ontstane deelgebieden

ui tgewerkt tot de conceptfase. Deze concepten z ij n gecombineerd tot de principeschets.

Dit voorontwerp is een toevoersysteem. gekomen.

een aanzet tot het uiteindelijke ontwerp Uit tijdgebrek is hier niet meer aan

van toe

Het ontwerp en ingebruikname van dit toevoersysteem kan een

duidelijke verbetering van het produktieproces betekenen.

1. perslurhtrilindf'r

2.

SChUlf S. maga.ll JII

4. olllkeermechrini nmp

literatuurlijst

[1] Automated Assembling, component placements mechanics.

Institution of Production Engineers, 1969

[2] Automation for productivity

H.D. Luke,1972

[3] Zubringe-Einrichtungen, Hilfsmittel zur Planung von

Handhabungssystemen.

H.J. Warnecke, K.Weiss, 1978

[4] Pneumatische Besturingen, Inleidingen en grondbeginselen

van de pneumatische schakeltechnieken. W. Deppert, K. Stoll, 1980

[5] Pneumatische toepassingen, automatiseren met pneumatiek.

W. Deppert, K. Stoll, 1980

[6] Inleiding in de Bedrijfsmechanisatie,collegedictaat.

prof J. Erkelens, 1982

[7] Projectstrategie in de innovatie, Prof. ir. J.M. van Bragt

1987

Kodellerin& van het scbraapproces

BIJLAGE 1

Schellatisch zlet de constructie van het mes er als volgt utt:

\

/ / I fig 3.1

f

/

I

Deze construct1e resulteert in een schraapkracht Fd. loodrecht op

de vormrand en oen Coulombse wr 1j v 1 ngs Krach t Fl. evenw 1j dig aan

d. vormrand. De grootta van Fd on Fl z1jn beida afhankelljk van hoek A

Kracht Fl bepaalt de Kracht waarmee de vorm aangeduwd moet

worden. Kracht Fd 1s bepalend voor het schraapproces. B1j een te grote Fd steekt het mes in de vorm, b1j een te kleine Fd g11jdt het mes over de chocolade heen.

Kracht Fd heeft de onderstaande relatie met hoek A.

o

---

r

l I') • _~15

-.

- - . . , .. ~ A

fig 3.2

Hoek A kan tijdens schrapen traploos instelbaar gemaakt worden door het ophangpunt van de torsieveer te transleren loodrecht op vormrand. H1erdoor kan ook kracht Fd trlploos instelbaar gemllkt worden.

De relatie tu •• en hoek A en de instelgrootte D van het ophangpunt

ziet er met L- 80 aa als voIgt uit.

L{WlWI)

_cl{"",.,'

A(")

2.0

₈₀

₈₀

0°

All

's

10 "

99

9°

"

78

13

0

..

_?9

,6

0 S "

~b

18°

~

r;t;

20°

'1

5 _{~ 1~}

eo

fig 3 . 3

d (.

W)'I'I\)

::;;.

fig 3.4

Van dit systeem is een testopstelling gemaakt en beproefd.

Hieruit is gebleken dat· bij voldoende veerkracht de hoek A van weinig belang 1s voor de kwalltelt van het schrapen. Blijkbaar is het ateken van het mes in de vorm niet zo kritisch. Het is bij de teatopatelling niet voorgekoaen. Bij alle ingestelde vaarden van

hoek A ( O· • 45· ) werkte het mea goed.

WeI van belang vaa een voldoende veerkracht. Via do

toetop.telling 1s gekomen tot een voorgespannnen

Keuze van reinigingsmethode BIJLAGE 2

Voor het prob1eem van het reinigen van de vormen zijn vier

moge1ijke op1ossingen naar voren gekomen.

l . een mes 2. een borste1

3. een rubberen flap 4. een 1uchtstroom

Deze worden hieronder nader beschreven. 1. Reiniging van de vorm m.b.v. een mes

Het mes wordt door een veer tegen de vorm aangedrukt. Dit is een krachtges10ten sluiting. De stand van het mes t.o.v. de vorm kent twee principie1e moge1ijkheden, n1. stekend of glijdend.

a) stekend meso

voordee1: glijdt niet over de choco1ade1aag heen. nadee1: steekt bij te grote

aandrukkracht in de vorm.

Moei1ijke postitionering t.o.v. de vorm.

b) glijdend meso

voordee1: eenvoudige positionering nadee1: glijdt bij te geringe

aandrukkracht over de choco1ade1aag heen.

Het mes a1s reiningsmethode heeft de vo1gende kenmerken. Door

zijn stijfheid is het moge1ijk om met enige kracht te schrapen.

A1s nadee1 heeft het mes dat het in feite maar een dunne

schraapkant heeft. Dit i . t . t . een borste1 welke een vee1 groter reinigend opperv1ak heeft.

2. Reinigen m.b.v. een borste1

Het idee van deze reiniging heeft overeenkomsten met een

autowasserette. De vorm schuift 1angs de a1 of niet draaiende

borste1, waarbij de choco1ade in de borste1 achterb1ijft. Dit

vormt meteen het grootste nadee1 van de borste1 omdat de borste1

dichts1ibt waardoor de werking vermindert. Verder is het niet

toegestaan dat de borste1 haren ver1iest. A1s voordee1 heeft de borste1 een in principe goede reiniging

Deze zaken zijn nagevraagd bij een borste1producent. Er waren we1 borste1s 1everbaar die geen haarver1ies hadden, maar dichts1ibben van de borste1 was vo1gens hun niet te voorkomen.

~. 2einl&ln& m.bev. een rubberen flap.

Dlt 1. een methode die analoog is aan de reiniging met een meso

H.t ••• wordt met een veer tegen de vorm aangedrukt terwijl de rubberen flap zljn .igen flexibl1iteit gebruikt om zich tegen de vora aan t . drukk.n.

Voordeel van e.n rubberen flap is zijn eenvoudige constructie. Nade'l 1. dat de instelling van de schraapkracht moeilijker Is doordat deze aIleen met de hoek A te varleren i •. Verder wordt de kwaliteit van de reiniging minder bij slijten van de rubberen schraapkant.

4. 2elni&in& d.m.y. een luchtstroom

Een perslucht.traal wordt via spuitmonden op de zijkanten van de vormen gericht, waardoor de chocolade weg wordt geblazen.

Voordeel van deze reiniging i . dat ze contactloos is, zodat er geen vervulling van het reinigende element hoeft op te treden. Er zal een goede afscherming moe ten komen die er voor zorgt dat alleen de chocolade die op de zijkanten van de vorm zit wordt

verwijderd. Er za1 wel voor gezorgd moeten worden dat de

wegg_blazen choc01ade niet overal naar toe vIiegt. Hlervoor zal ook •• n afecher.ing moaten koman.De adheaie van de choco1ade .an de vorm Is vrij groot, zodat een krachtige straal nodig zal zijn om de vorm te reinigen.

De vier alternatieven zijn beoordee1d op de onderstaande punten. Deze punten hebben hun elgen weegfactoren.

Beoordelin&spunt

• kwaliteit van de reiniging · conatantheid van relnising • atoringagevoeligheid • koatprijs • levensduur 35

35

10 10 10

Deze beoordelins leidt tot onderstaande tabel:

-

-

---

--

.

,---

----

---_.-

--_

..•

-kwuJ. 1'011:.( •

kll:iI

PI'

i JH 11!\lnll!l- lilol'lIlI)

re

Wilj. I..WI! I . tllluf

-

----.. 35 )(35 ! :Ie. \0 :Ie. to ~ lO C)lljdfmd

8

280

8

a

80

a

?

to

lilt! 0

2ao

80

III tlkond

9

315

5

115

mew

8

/)0

7-

_.

70

5

5c..

borate!

₉

_'3'5

5

115

7

₁

0

6

60

fi

ao

..

-rubbtlr

6

2'0

6

LaO 8

5

50

r

₇

0

f lup

80

---Juchl

6

LIO

8

_28C

5"

50 8

80

71

10

-

.-~ ..

..

f---t CIt ail I

190

690

-.-.-700

----6LtO

- .

.-690

Hieronder een onderlinge vergelijking van de oplossingen op de bedoordelingspunten, en een verantwoording van de tabel.

*

Kwaliteit van de reiniging

Wanneer een mes met de juiste kracht op de vorm gedrukt wordt hebben zowel een glijdend als stekend mes een goede kwaliteit. Een stekend mes heeft als voordeel dat het nauwelijks over de laag heen kan glijden. Ook een zachte borstel heeft een goede kwaliteit, mede door een, in vergelijking met het mes, vergroot reinigend oppervlak. Door de mindere stijfheid van het rubber zal de aanligging op de vorm minder constant zijn, waardoor de werking minder constant zal zijn. De snelheid van de vormen is

te hoog voor een luchtstroom om een goede reiniging van de stroperige chocolade te bereiken.

*

Constantheid van de kwaliteit

Een glijdend mes zal door de aandrukkracht altijd op de vorm gedrukt worden. Een stekend mes heeft de neiging om springerig over de rand heen te gaan. Beide messen hebben een verwarming nodig om stollen van chocolade op het mes oppervlak te

voorkomen. Een borstel heeft als onontkoombaar nadeel dat ze dichtslibt. Het oppervlak van een rubber flap zal aankoeken waardoor de werking minder wordt. De luchtstroom werkt a.g.v. zijn contactloosheid altijd constant.

*

Kostprijs

De oplossingen ontlopen elkaar wat betreft kostprijs weinig.

*

Levensduur

De slijtage van de messen door het contact met de vormen is zo gering dat ze de levensduur nauwelijks beinvloed. De geringe hardheid van de borstel en rubber flap geven een slijtage die weI van invloed zal zijn op de levensduur. Omdat de luchtstroom contactloos is zal de levensduur groot zijn.

*

Storing

Hierin is het stekende mes het slechtste omdat ze in de vorm kan s teken. De res t van de op 1 os s i ngen hee ft geen opvallende kenmerken waardoor de machine stil komt te liggen.

De conclusie die uit deze tabel getrokken wordt is dat als

reinigingsmethode een glijdend mes het meest geschikt is.

Bij een stekend mes blijft het gevaar dat deze in de vorm steekt of dat ze sprongsgewijs langs de vormrand gaat. Dit leidt tot veel te veel storingen en beschadigingen aan de vormen.

De borstel heeft het onontkoombare nadeel van dichtslibben.

De rubber flap biedt geen garantie voor een goede werking op

langere termijn. Reinigen met een luchtsstroom is een te dure oplossing waarbij de mogelijke geluidsoverlast een verder nadeel is.

Het glijdende mes biedt de meeste garantie op een kwalitatief goede reinigiging en de constantheid van deze kwaliteit. Verder is he t e e n rede 1 ij k goedkope op los sing. Deze re inigingsme thode wordt dan ook gekozen.

Verwarming yan bet mes

BIJLAGE 3

De verwarming beeft ala doel stollen van cbocolade op bet: mes-oppervlak te voorkomen en daardoor afstromen mogelijk te maken. Het principe ls weerstandsverhittlng van een constantaandraad

(weerstandsdraad) welk gelsoleerd is opgesteld van het mes. De constructie is als volgt: Acbter het mes [l} zit een eboniet plaatje [3] om de verwarming elektrisch te isoleren van het mes.

Het verwarmingselement [4] bestaat uit een eboniet kader

waaroverbeen een patroon van weerstandsdraad is gewonden.

Dit op zijn baurt ls aan da achterkant weer afgeschermd door een gesloten ebonlat plaatje [5}. Hat gaheel wordt aandgedraaid met

aen moar Da gebela verwarming wordt door opgesoldeerda

boekijzartjes {2l op z'n plaats geboudan.

Hat voltage waarop da varwarming werkt is u i t

vailigbeidsoverwegingen genoman op; 24 Volt gelijkstroom.

De weerstandswaarde van het constantaandraad is 6,8

Dim.

De lengte van de gebruikta draad is ca. O,7S m waardoor de

waerstand ca 5 D bedraagt.

Da ragaling van daza varwarming gebeurt door aen ragelbare

waaratand van 20 D tot 500 D in aaria in het circuit op ter

naman.Hiardoor valt bet vermogen over een bereik van O,05W tot

115W ta regalen. Oa 4 verwarmlngs.lamenten. ieder .UII 1, worden

parallel op de spanning.bron aengealoten.

Uit veiligbeidsoverwgingen wordt in serie met de verwarming een

ame 1 tve i 1 ighe id gep laa ts t . Word t de s t room te hoog, dan brandt

deze door en valt de installatie uit. Hieronder het electrische schema:

R

z

~pa.",,"'\""~=-"'vOV\:

"'"

V

~GktHVOOW'l

~ .... "'/\M.·~ w,~"""\~

'R

~ t'~C."I_~tI "",.c.W"''\''o.",~

\0

-soo.o...

V

v~¥~-'\o'W'liYl,\~c."--"'VH!\I\-t.

2·.

,,,,,,,e

u. ...

,·t~~

••

oA

~A

I 1. 3.

o

1. mes 2. hoekijzertjes 3. eboniet raampje 4. verwarmingselement 5. eboniet plaatje 6. aanslui tingen s:.

cp

~ ~

,

(.:j ,

C T ..

i, -

l:,~

J

P

=

~~'~('V~ol

~

'.

<::5~. -1~-

_{~ '.}

".

(') . Ie) -

(3

•

~)

VV\.2.h .

CJVV'VVWi2'(-"~

"

I,E

/

~

JJ

0,=t

S

~

(),S 0:2-';

-.-

...

'"D.z~_ ~Ni{,~k

L"")

~+- ~

~~ZM. l~,

1:5,-,V'.

~

't(~Q

~' ~AI\Af<N~.A.AAAf

*,,_

~C>(A.oti2M, (~_V b't~

v:

/\V'J?N\

/\~

·wJ

.AYJ..9VV'.J4.(V"

crf~LJ..

CYV1/l

rY,-(ry-~.(9J!n:4_

oy--'

-4e.

./lA..)~\/\/\.JUV\

.

1':k.

~y~~)~V\~~ ~-l-r~

UAl

~v'-Y~~~~d

~ kO\All~~'\..-...,jI)

v'V\_vi

¢

0, V'V'VV: ..etA

/J....y~~,~-r_"

. .iVl

ot

V8{;vL

C.J,.

b

SL/

W;

'l),.z.

-€2AA+

'V~

cX.:2

~o.oal

iA

i

1

SO

WV\i' ...2AA

~

(yV

/' v..:J{:)./'F'j~

-tr-..AM

~

S

SL.

CJv'/'I

y

e.(y~.

().

""IJY .VJ,,?>4

,~",,-o1

-1

~A;V'JLN'....{ ~

?~

\J

x

1-V

~

Ix

K

_t

. V eN 'W'1 ~0'v' V o?/v\"\./(~ V vv./...M. <~ : \ /

~

'7

~

\;0

l

t

tv -

s

SL

V

\

'f<.

'f'''

R v )

3 , . . -f

Q)

: 6 · H .

. J

-->

T

iVJ

-1..\

-"j

(' \...J

-

I

' - :7'-V ~

5\fJ

IC~V/

~l~"

h

'>~ ~..-vV\ ~"'.-""'r ~px;rv d...;;

ol.ArY..(3.<:,i "".KAt...vvt (0 .. (7~2.A­ ",x.N:.,v.J'\../V ~ :1

\

CJ~

D(JJrwY

\cv~ ~",(nV\~Lv"'-~:~

-.k.

~k~

~

~

,

~~}~k;:-~~ol ~~~

(~~ lo~~

-t

1.

Avvl)Q've.

:::lCl(-r/~('~N

.. )""

~ ,J,.),J~CV\;(::A.Q

'-./2A./V\

*

V'~·1JJ.n-0v~ ~\~A V\A~~ ~

lc.CY,w

'~v~ r~,

:2,'J

Jl ..

I<:·(f-¥.

~

c~Lo1AA.:J(Ot

r?J

'//-.AJ-6LA/0

i

Ov(/,' ( ; { .' /f..,""'vVv./'/Z.

(?1

V./7. S bl?.A/

~l

.~v'!.-v~ ~

r

,/l.rvVv!/'~{)&rV'0 kxH.e<.

k

JryhrAj

Iv

(j()V7'1

-z;:j...

»h#

l _

rJ

0~

PrlrYJ.

o

LV

fl/

~".1

VeJ!

f~'7-e

/

~

4

Vol;

l

De aandrijyin&

Het verachil tu •• en de aandrijving van de

toevoarmachina zit in de aanvoer van

aandrijving. Dit heeft nauwelijks gevolgen baoordallng hiarvan.

BIJLAGE 4

schraapmachine en de vormen naar voor de uitvoering de de en De afbealdingen In deze bijlage zijn van bet

oor d. achraapmachine gelden analoge figuren.

toevoersysteem,maar

A.

Transportband

fig 4.2.1. de transportband

werking: de lopende band neemt telkens de onderste vorm uit het magazijn mee.

anelheidsrege!ing: niet standaard, kan weI toegevoegd worden

constructie: eenvoudig. buiten transportband geen bewegende delen onderhoud; goed

milieu: goed

prijs: groot nadeel, per band ca. Fl. 2500,-totale prijs derhalve Fl.

1500,-AI Hydrauliek

fig 4.2.2. hydraulische aandrijving

werking: de heen en weer gaande beweging van de cilinder zorgt voor een stap·rust beweging van de rij.