Gut geregelt

Die automatisierte Fertigung von Betonsteinen erfordert gleichermaßen Kraft und Präzision. Elektronisch gesteuerte Proportionalventile erhöhen dabei zugleich Produktivität und Flexibilität.

08. Dezember 2011

Auch altbewährte Lösungen bieten oft noch viel Optimierungspotenzial. Ein gutes Beispiel dafür liefert der fahrbare Mehrlagenfertiger vom Typ 940 des Maschinenbauunternehmens Zenith aus Neunkirchen im Siegerland, die bereits seit Jahrzehnten auf dem Markt ist und seitdem stetig weiterentwickelt wurde.

Diese Universalmaschine produziert vollautomatisch unterschiedlichste Arten von Betonsteinen mit einer Höhe bis zu einem Meter. Das Fertigungsprogramm umfasst unter anderem Pflastersteine, Hohlblocksteine, Palisaden, Kabelschächte, Schachtringe oder Betonfertigsteine. Auch die Fertigung von Dämmsteinen mit Polystyrol-Kern ist möglich.

Vielseitige Hydraulik

Alle Hauptbewegungen in der fahrbaren Maschine setzt der Hersteller mit hydraulischen Antrieben um: das Verfahren des Rütteltischs, der Form, der Auflast und des Füllwagens ebenso wie den Fahrantrieb. Auch die Siloverschlüsse, der Hubrahmen, die Radbremse, Arretierung und Verblockung funktionieren mit hydraulischen Komponenten. Umgesetzt werden alle hydraulischen Funktionen der Maschine mit Komponenten des Münchner Hydraulikspezialisten Hawe. Das Unternehmen entwickelt und liefert Hydraulik-Komponenten und -Systeme für Anwendungen bis 700 bar.

Bis 2008 geschah sie Steuerung der hydraulischen Funktionen des Betonsteinfertigers mit Hilfe von Schwarz-Weiß-Ventilen. Aufgrund der guten Erfahrungen, die die Siegerländer damals bei Transport- und Handling-Systemen mit Hawe-Proportional-Wegeschieberventilen der Baureihe PSLF gemacht hatten, kommt die Proportionaltechnik seither jedoch auch in dem Mehrlagenfertiger zum Einsatz.

Herzstück der Hydraulik sind zwei Hawe-Radialkolbenpumpen vom Typ R. Ein Proportional-Wegeschieberverband regelt die Bewegungsgeschwindigkeit der Hydroverbraucher lastunabhängig und stufenlos, das Proportional-Druckbegrenzungsventil steuert den jeweils zulässigen Verbraucherdruck, der bei dieser Anlage bis 250 bar reicht. Für Nebenfunktionen sind außerdem schwarz-weiß-gesteuerte Wegesitz- und Wegeschieberventile sowie Proportional-Stromregler, Rückschlag- und Druckbegrenzungsventile von Hawe im Einsatz.

Flexible Steuerung

In Verbindung mit der speicherprogrammierbaren Hawe-Ventilsteuerung vom Typ PLVC ermöglichte die Proportionaltechnik wesentliche Verbesserungen der Maschine: So sind die Taktzeiten im vollautomatischen Fertigungsprozess deutlich kürzer und damit der Ausstoß an Steinen wesentlich höher. Zudem ist die Bedienung des menügesteuerten Touchpanels für den Anwender sehr viel einfacher. Zugleich lassen sich sämtliche Bewegungen sehr präzise und schonend umsetzen, beispielsweise auch das Entschalen der Steine aus der Form.

Die große Flexibilität der Ventilbaureihe PSLV ermöglicht es zudem, diese auch für die elektrische und manuelle Bedienung einzusetzen. Die manuelle Bedienung wird zum Beispiel bei der Produktion komplexer Betonprodukte wie Schachtringe oder Palisaden sowie im Einricht- und Servicebetrieb genutzt.

Mit der PLVC-Steuerung lassen sich beliebige Bewegungsabläufe mit Druck-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungsprofilen in vordefinierten Grenzbereichen umsetzen und speichern. Eine große Zeitersparnis bietet dabei die Reproduzierbarkeit der Bewegungen beim Einsatz mehrerer Maschinen, da sich die Einstellungen auf die andere Maschine übertragen lassen und nicht neu programmiert werden müssen. Zur internen Verarbeitung aller Signale ist eine speicherprogrammierbare Steuerung von Siemens im Einsatz.

Exakte Positionierung

Sichtbar wird die hohe Präzision der Bewegungssteuerung beim Positionieren im Mehrlagenverfahren, wenn die Maschine mehrere Lagen frisch produzierter Pflaster- oder Mauersteine übereinander setzen muss. Die zulässige maximale Abweichung beträgt dabei lediglich 0,2 Millimeter.

Basis der Berechnung sind unter anderem Daten über das Gewicht der Steine und die Tragfähigkeit des Bodens.

Die PLVC-Steuerung erlaubt außerdem eine Fernabfrage per Modem. Dies ermöglicht dem Kundendienst von Zenith vom Standort Neunkirchen aus eine Diagnose der Maschine bei Kunden in aller Welt. In 80 bis 90 Prozent aller Fälle lassen sich Probleme so kostengünstig von Deutschland aus lösen, ohne den aufwendigen Einsatz eines Servicetechnikers vor Ort.

Vorteile bringt der Einsatz der Proportionaltechnik auch durch die geringere Komplexität der Hydraulik-Steuerung, weil nun insgesamt erheblich weniger Ventile als vorher benötigt werden. Als Konsequenz wurde dadurch auch die Verrohrung deutlich reduziert. Die Fertigung sämtlicher druckbelasteten Komponenten aus Stahl hält ihre Baumaße kompakt und ermöglicht den Einsatz des Mehrlagenfertigers 940 für die Produktion im Zwei- bis Dreischicht-Betrieb, also mit bis zu 24 Stunden täglich.

Erschienen in Ausgabe: Industrie Handbuch/2011