Zuverlässige Drahtbruch-Überwachung
Wie wichtig ist die Drahtbruch-Erkennung in einer Verseilmaschine und wie häufig treten (vermeidbare) Fehler an rotierenden Anlagen auf?
In einer Verseilmaschine können mechanische oder materialtechnische Fehler auftreten. Häufige Probleme sind ungleichmässiger Drahtzug, der eine asymmetrische Spannungsverteilung im verseilten Produkt verursacht, fehlerhafte Schlaglängen infolge von Schlupf am Abzug oder erhöhter Lagerverschleiss durch mechanische Unwuchten, z.B. der Spulenträger, sowie das Verschieben der Litzen / Drähte im Kern, bzw. der Seele (Korkenzieher). Bei älteren Maschinen sind zudem auch oft die Schalter und Leitungen zur Überwachung der Pinolenverschlüsse oder der Neigungssensoren (bei Rohrverseilern) fehleranfällig und verursachen ungewollten Stillstand.
Draht- oder Aderbrüche sind ebenfalls Fehler, die regelmässig auftreten. Verursacht durch zu hohe Zugkräfte, defekte Bremse an den Abläufen, Vorschubfehler oder Materialfehler im Draht führen zu abrupten Abrissen. Hier nur ein paar Ursachen:
Zu hohe Zugkraft: Der Abzug zieht zu stark an den Drähten, zu hohe Abzugskraft
Falsche Bremseneinstellung: Die Spulen im Verseilkorb sind zu fest oder ungleichmässig gebremst. Materialfehler: Der Draht hat schwache Stellen, Einschlüsse oder Risse von der Lagerung oder vom Herstellungsprozess.
Mechanische Reibung: Der Draht läuft über scharfe Kanten, verschlissene Führungsbuchsen oder defekte Führungsrollen.
Fliehkraft: Bei hoher Drehzahl schlagen lose Drähte an den Schutzkorb und verklemmen sich.
Eine der grössten Herausforderungen heute ist die Instandhaltung älterer Anlagen, die anfällig für Ausfälle sind. Nachfolgend werden wir erläutern, wie das FMS-cradleGUARD System bei der Modernisierung helfen kann.
Warum ist Drahtbrucherkennung wichtig?
Die Drahtbrucherkennung in einer Verseilmaschine ist wichtig, um die Produktqualität zu sichern, Maschinenschäden zu verhindern und die Unfallgefahr für Bedienpersonal zu minimieren. Reisst ein Draht unbemerkt, entsteht im fertigen Seil oder Kabel eine Fehlstelle, die die Tragkraft oder Funktion negativ beeinflusst, oder gar eliminiert.
Qualitätssicherung: Ein fehlender oder gerissener Einzeldraht führt zu fehlerhaften Litzen und unvollständigen Seilen, das Produkt ist Ausschuss oder muss mit hohem Aufwand repariert werden.
Schadensverhütung: Das freie Ende eines gebrochenen Drahtes kann sich in der rotierenden Maschine verfangen, sich aufwickeln und Bauteile zerstören. Teure Reparaturen können die Folge sein.
Arbeitsschutz: Durch die hohen Fliehkräfte in rotierenden Verseilkörben können umherschlagende Drahtenden schwere Verletzungen verursachen. Eine möglichst schnelle Abschaltung im Schadensfall soll den Menschen schützen.
Maschinenstillstand: Wird die gebrochene Litze durch den Verseilpunkt gezogen, muss das fertige Produkt zeitaufwändig aufgedreht und die Litze wieder verbunden werden.
Bestehende Systeme (mechanische Fühlerhebel, optische Sensoren oder elektronische Überwachung) sind entweder sehr einfach gehalten und damit günstig in der Anschaffung oder aber sehr komplex und damit auch teuer. Leider existiert kein System, das eine verlässliche Funktion zu fairen Konditionen bietet.
Anderes Funktionsprinzip
Zur sicheren Erkennung eines Drahtbruches wertet das FMS-cradleGUARD die Drehzahl der einzelnen Abläufe aus und vergleicht diese miteinander. Dazu messen wir die Drehfrequenz jeder Spule mithilfe eines Zahnkranzes, der üblicherweise an der Bremsscheibe befestigt wird. Die Drehung der Spule wird dann von einem Näherungsschalter erfasst und an das Sendemodul weitergeleitet. Es wird je ein Sendemodul pro Spule benötigt. Bis zu 20 Sendemodule pro System funken die jeweiligen Drehzahlen an das zentrale Empfangs- und Auswertemodul. Dort wird über einen Vergleich der Drehzahlen in Bruchteilen einer Sekunde entschieden, ob ein Drahtbruch vorliegt. Entsprechend kann über Relaisausgänge eine Warnung an den Maschinenführer oder direkt ein Nothalt der Maschine veranlasst werden.
Das System bietet einzigartige Vorteile:
- Zuverlässige Funkübertragung, keine Schleifringe benötigt
- Einfache Nachrüstung an bestehenden Maschinen.
- Fehlererkennung, unabhängig vom Ort des Drahtbruches
Erste Erfahrungen
Die bebilderte Anlage war eine der ersten, die mit dem neuen System ausgestattet wurde. Nach 6 Monaten im Betrieb bestätigen die Rückmeldungen von Maschinenführer und Prozessingenieur die einfache Nachrüstung und vor allem auch die Zuverlässigkeit im täglichen Betrieb. Das gute Preis-Leistungs-Verhältnis war schon Ziel bei der Entwicklung und konnte seither sogar noch verbessert werden. Durch die vereinfachte Montage und Bedienung kann das FMS-cradleGUARD von ihrem eigenen Wartungs- und Instandhaltungspersonal installiert und in Betrieb genommen werden.
Drahtbruch-Erkennung als Zusatzfunktion
- Die ursprüngliche Funktion des FMS-cradleGUARD war es, fehleranfällige Schalter und die zugehörige Verkabelung an den Spulenträgern durch ein Funksystem zu ersetzen. So war der häufigste Anwendungsfall bis dato die Überwachung von Pinolenverschlüssen. Bestehende Schalter konnten in der Regel weiterverwendet werden und deren Signale wurden per Funk an das zentrale Empfangsmodul gesendet. So konnten bis zu 42 einzelne Spulenträger überwacht werden und die Signale zur Warnung oder Information des Bedienpersonals eingesetzt werden.
Auf Kundenwunsch hin haben wir unser Angebot schrittweise erweitert. Zunächst haben wir Sensoren und Neigungsschalter in unser Zubehörprogramm aufgenommen. Viele Kunden wollten einfach die alten und potentiell anfälligen Komponenten austauschen und diese gleich aus erster Hand beziehen.
- Die Funktion der Drahtbrucherkennung kam im nächsten Schritt. Unsere Erfahrungen in der Industrie konnten wir nutzen um Probleme bestehender Systeme zu eliminieren und gleichzeitig den Nutzen für den Betreiber zu steigern. Das Resultat ist die Drahtbrucherkennung als zusätzliche Funktion des FMS-cradleGUARD. Dabei behalten wir die Möglichkeit bei, weiterhin andere Sensoren (bspw. Status Pinolenverschlüsse) auszuwerten.
