Zwei Arbeiter an einer Reifenvulkanisations-Maschine.

Die Reifenvulkanisation ist ein hockomplexer Prozess – ihre Unterbrechung kann zu großen Produktionsverlusten führen. (Bild: Emerson)

Die Reifenproduktion ist eine Wissenschaft für sich, bei der inklusive der Rohstoffe etwa 200 High-Tech Materialien verarbeitet werden. Der Aufbau ist hochkomplex, die Produktionsabläufe müssen millimeter- und sekundengenau ineinandergreifen. Insbesondere bei der Vulkanisation dürfen diese Prozesse nicht unterbrochen werden. Unerwartete Maschinenausfälle während dieses Arbeitsschritts verursachen nicht nur unerwünschten Ausschuss, sondern treiben auch die Kosten in die Höhe und reduzieren den Gesamtdurchsatz. Eine permanente Zustands- und Leistungsüberwachung des Vulkanisationssystems kann derartige Verluste vermeiden.
Für gewöhnlich sind die einzigen Elemente, die während der Vulkanisation überwacht werden, die Temperatur der Reifenform sowie die Gesamtzeit, die der Reifen in der Form verbringt. Wird das Überwachen jedoch auf andere Komponenten im System erweitert, lässt sich der gesamte Produktionsbetrieb optimieren. So kann das Überwachen des Kondensatableiters auf Verschleißspuren beispielsweise dabei helfen, Schäden an Ventilen und Rohrleitungen zu vermeiden und gleichzeitig die Gesamtenergieeffizienz zu steigern. Außerdem verfügen viele Komponenten, darunter Pneumatikventile, Luftfiltrationssysteme und Kondensatableiter, mittlerweile über integrierte Diagnosefunktionen, die wertvolle Zustands- und Leistungsdaten liefern. Diese Informationen helfen dabei, vorbeugende Wartungsstrategien zu implementieren, die Ausschussmenge zu senken und kostspielige Ausfallzeiten während der Vulkanisation zu vermeiden – und so die Produktion ohne ungewollte Unterbrechungen zu betreiben.

Deshalb erhöhen Regelventile die Reifenqualität

Eine fünfteilige Reihe von Edelstahl-Kolbenventile
Edelstahl-Kolbenventile, wie die der ASCO Baureihe 298, eignen sich für Innen- und Außenanwendungen wie Gummivulkanisation oder Reifenpressen. (Bild: Emerson)

Automatisierte Überwachungssysteme umfassen in der Regel Sensoren auf Feldebene, ein kabelgebundenes oder drahtloses Kommunikations-Netzwerk sowie ein Edge-Gerät, das die Leistungsdaten zusammenführt. Die Systeme wurden entwickelt, um Komponentendaten zu sammeln und zu analysieren – wodurch sinnvolle Schritte zum Vermeiden von Maschinenausfällen während des Vulkanisationsprozesses eingeleitet werden können.
Die Ventile sind mitunter die wichtigsten Komponenten im Reifenherstellungsprozess und müssen daher kontinuierlich überwacht werden. So sorgen beispielsweise die pneumatischen Wegeventile dafür, dass die Draht- und Gewebekalander, Extruder, Reifenaufbaumaschinen und Vulkanisationspressen effizient arbeiten. Sie steuern außerdem die pneumatischen Prozesse, einschließlich fremdbetätigter Dampfventile, Zylinder und Aktoren. Zusätzlich kontrollieren fremdbetätigte Ventile die kritische Dampfbeaufschlagung und Befüllung des Heizbalgs. Sie ermöglichen darüber hinaus kürzere Zykluszeiten sowie eine zuverlässige Luftabsperrung und gewährleiten so einen reibungslosen Betrieb der Reifenpressen.
Da beschädigte Ventile zu minderwertigen Reifen und kostspieligem Ausschuss führen können, ist es sinnvoll, den Zustand dieser Komponenten kontinuierlich zu überwachen. Neue Feldbus-Technologien erleichtern dies, da Störungen darüber frühzeitig erkannt werden können. So können zeitnah Wartungsarbeiten eingeleitet werden, um Ventilausfälle während der Produktionszyklen zu vermeiden.

 

So werden Geräteschäden vermieden

Mit dem Überwachen der Kondensatableiter können die Energiekosten ebenfalls gesenkt werden. So trägt die Dampfbeaufschlagung bei der Reifenvulkanisation maßgeblich zu den Energiekosten bei, da selbst geringe Effizienzeinbußen hohe Kosten verursachen können. Kondensatableiter sind in sich geschlossene Ventile, die automatisch Wasser ablassen, ohne dass Dampf entweicht. Dabei muss stets sichergestellt werden, dass diese Geräte ordnungs-gemäß funktionieren. Blockiert ein Kondensatableiter in offener oder teilweise offener Position, können große Mengen an Dampf austreten. Blockiert der Kondensatableiter hingegen in geschlossener Position, kann das Wasser nicht abfließen, was die Ventile und Rohrleitungen beschädigen kann.
Kondensatableiter werden üblicherweise manuell in regelmäßigen Überprüfungen kontrolliert – dies ist jedoch ein zeitaufwendiger Prozess, für den Personal erforderlich ist. Heute können aber auch drahtlose, akustische Sender dafür verwendet werden, um den Zustand zu überwachen und Ausfälle in Echtzeit zu erkennen. Im Vergleich zu den regelmäßigen Überprüfungen ermöglicht das automatisierte Überwachen eine vorbeugende Instandhaltung der Kondensatableiter, wodurch Schäden an der Anlage verhindert und die Gesamtenergieeffizienz verbessert werden können.
Der einfache Einsatz von Komponenten mit integrierten Diagnose- und Zustandsüberwachungsfunktionen genügt jedoch nicht. Stattdessen sollten Produzenten und Mechaniker Edge-Geräte einsetzen, welche alle Daten sammeln, analysieren und dem Bedienpersonal der Maschine zur Verfügung stellen.

Schemenabbildung des Aushärtungssystem
Der schematische Ablauf des Aushärtungssystems umfasst verschiedene Sensoren. (Bild: Emerson)

Maximierung des Reifendurchsatzes

Unvorhergesehene Maschinenausfälle während des Reifenvulkanisationsprozesses treiben nicht nur die Betriebskosten in die Höhe, sondern haben auch erhebliche Auswirkungen auf das Erfüllen der Produktionsziele. Dank digitalisierter Komponenten lassen sich heute Überwachungsgeräte mit Diagnosefunktionen implementieren, die dafür sorgen, dass Pneumatikventile, Druckluftaufbereitungs- und Filtrationssysteme sowie Kondensatableiter reibungslos und effizient laufen.

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