Alles unter Kontrolle

Gravimetrische Zuführung zum integrierten Abzug

Die Zusammenarbeit im Team war für die Bewältigung dieser technischen Herausforderung unerlässlich. Im Bild: Adam Grier (Inoex), Artie Riegger (KraussMaffei) und der Projektleiter von Amtrol, Alex Spires. © Inoex

Auch wenn die Beständigkeit des Extrusionsprozesses wichtig ist, ist das, was an beiden Enden des Extruders passiert, ebenso entscheidend für eine vollautomatische Produktion. Die Vorteile von gravimetrischen Dosierern und Mischern sind bekannt. Die Steuerung der Materialmenge, die in den Extruder gelangt, erfolgt über das Gewicht und nicht über das Volumen, was insbesondere bei Schwankungen in der Schüttdichte des Materials genauer ist. Neben der Materialzuführung war auch die Integrationsfähigkeit der Inoex Saveomat entscheidend. Sie lässt sich in die KraussMaffei-Extrudersteuerung integrieren und bietet die Möglichkeit, Regelkreise auf Basis des Metergewichts einzurichten, in denen die Abzugsgeschwindigkeit dynamisch angepasst werden kann, um die richtige Wandstärke zu erzeugen, oder auf Basis des Massedurchsatzes, der durch Erhöhen oder Verringern der Schneckendrehzahl gesteuert wird.

Im weiteren Verlauf sind die Sica-Abzüge mit Quetschschutzsensoren ausgestattet, die für die Arbeit mit dünnwandigen Rohren ausgelegt sind. Zehn unabhängig voneinander angetriebene Abzugsbahnen, die um den Rohraußendurchmesser herum angeordnet sind, bieten die für eine maximale Abzugskraft erforderliche große Kontaktfläche. Zwar ist eine gewisse Verformung des Strangpressprofils erforderlich, um eine ausreichende Zugkraft zu erzielen, doch wird dadurch gerade genug Druck erzeugt, um die Arbeit zu erledigen. Ein sauberer Schnitt an der Kante der Zylinder erwies sich ebenfalls als Herausforderung, aber die große Auswahl an verfügbaren Schneidwerkzeugen von Sica lieferte die gewünschte Schnittqualität.

Die Messung ist der Schlüssel

Der Schlüssel zum Zusammenspiel des gesamten Systems ist das Inoex-Wandmesssystem AFM6300. Die Messstation basiert auf Ultraschalltechnologie und ist in der Lage, die Wandstärke, den Durchmesser und die Rundheit von Rohren präzise zu messen. Im Betrieb arbeitet ein Ultraschallsensor nach dem Prinzip der Lichtlaufzeit, um präzise physikalische Messungen zu berechnen. Während das Rohr durch einen dünnen Wassermantel läuft, senden die Sensoreinheiten eine Ultraschallwelle aus, die als Echo zurückkommt, wenn sie auf ein Objekt trifft. Bei der Rohrextrusion entsteht das erste Echo, wenn ein Impuls auf den Außendurchmesser des Rohrs trifft, das zweite, wenn er auf die Innenwand (oder genauer gesagt, auf das dahinter liegende Medium) trifft. Durch die Messung der Zeit, die zwischen der Übertragung und den Echos verstreicht, können schnelle und präzise Dimensionsmessungen für Wandstärken von nur 0,01 mm (0,0004“) berechnet werden. Die Ultraschallmesstechnologie von Aurex liefert vollständige Daten, die zur Prozessoptimierung oder Qualitätsdokumentation genutzt werden können.

Die wichtigste Aufgabe von Amtrol ist jedoch die Bereitstellung von Messdaten in Echtzeit, die den Schlüssel zur vollständigen Prozesssteuerung darstellen. Kontrollsysteme mit geschlossenem Regelkreis wie dieses können auf verschiedene Weise konfiguriert werden. Bei Amtrol werden die Messdaten an das gravimetrische System gesendet, das die einzelnen Komponenten der Anlage misst und steuert. Das C6-Steuerungssystem von KraussMaffei ermittelt anhand der Messergebnisse, ob die Anlagengeschwindigkeit angepasst werden muss, um ein konstantes Metergewicht des Produkts zu gewährleisten.

Das Aurex-System misst die Produktabmessungen und bestimmt anhand der gemessenen Mindestwandstärke, ob der Sollwert für das Metergewicht gesenkt oder erhöht werden muss. Nähert sich eine dünne Stelle der Mindesttoleranz, erhöht der Dünnstellenregler den Sollwert des Metergewichtsreglers in der Extrudersteuerung.

Laut dem technischen Leiter von Amtrol, Jody McKinley, bestand eine große Herausforderung darin, die Formel für die Synchronisierung aller Produktionskomponenten - Zuführung, Extruder, Vakuumtank und Abzug - zu finden, um das benötigte Produkt zu liefern. Entscheidend für den Erfolg war jedoch, den Prozess tagein, tagaus unter Kontrolle zu halten. Er sagt: „Das Produkt muss gleichbleibend und einheitlich sein. Dank der Zusammenarbeit mit unseren Maschinenherstellern konnten wir den Prozess mit Datenanalysen und SPC-Kontrollen versehen, um die Prozessvariablen zu minimieren. “Dadurch sind wir in der Lage, ein gleichbleibendes Produkt über einen längeren Zeitraum zu produzieren“, sagt er.