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Manufacturing-Execution-SystemeDie selbstregelnde Fabrik

Mobile MES-Anwendungen mit Hydra von MPDV

Begriffe wie Selbstregelung, Selbstoptimierung oder selbstlernende Maschinen tauchten bereits in den Anfängen der Industrie 4.0 auf. Sie halten sich hartnäckig, werden in jüngster Zeit sogar häufiger genannt.

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AntriebseinheitNie Sand im Getriebe

Messbar weniger Materialverschleiß, geringerer Zeit- und Kostenaufwand für Wartung und Betriebsunterbrechungen und zugleich geringere Investitionskosten - für Nor Stone AS hat sich der Umstieg von Riemen auf Ritzel gelohnt. Die Tochtergesellschaft des Unternehmens Heidelberg Cement ersetzt im Schotterwerk im südwestnorwegischen Tau im Zuge der routinemäßig anstehenden Erneuerungen alle Riemenantriebe durch Antriebseinheiten bestehend aus Getriebe und Elektromotor von Nord.
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Antriebseinheit: Nie Sand im Getriebe

Im Grunde sind Getriebemotoren in Gruben alte Bekannte - schon in den 1980er Jahren wurden solche Direktantriebe häufig eingesetzt. Später wechselten viele Werke auf Riemenantriebe, weil hier Ersatzteile ständig schnell verfügbar waren. Auch in Tau wurden die Förderbänder im Schotterwerk deshalb zuletzt per Riemenantrieb bewegt, mit dem Vorteil, dass die Riemen größtenteils leicht zugänglich waren und sich bei Bedarf einfach wechseln ließen. Von Nachteil war und blieb jedoch die ungenügende Betriebssicherheit mit entsprechend negativen Folgen. Infolge einer Verbesserung der Versorgungslage kehren in jüngster Zeit viele Anlagenbetreiber zur früher schon technisch bewährten Lösung zurück. "Wir haben festgestellt, dass Service und Ersatzteile für Getriebemotoren heute jederzeit sehr schnell für uns verfügbar sind. Einige Teile halten wir sogar selbst auf Lager. Für alle übrigen haben wir vollstes Vertrauen in Nord Drivesystems als Lieferanten", begründet Ivar Ullestad, Instandhaltungsleiter von Nor Stone, die Rückbesinnung. "Die schon bekannten Vorteile von Antriebslösungen mit Getriebemotoren können so wieder voll zur Geltung kommen. Insbesondere führt der Direktantrieb zu einer erhöhten Zuverlässigkeit, folglich gibt es weniger Stillstände und somit weniger Verlust an Produktionszeit. Ein zweiter wichtiger Aspekt ist, dass weniger Instandhaltung erforderlich ist. Dies bedeutet nicht nur geringere Wartungskosten, sondern auch eine erhöhte Sicherheit im Werk", fügt Ullestad hinzu.

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Nor Stone ist Norwegens größter Produzent von Schotter- und Kiesprodukten. Der Betrieb liefert Zusätze zu Beton und Asphalt, Rohrabdeckungschotter für küstennahe Gebiete sowie andere Spezialprodukte. In den Produktionsanlagen werden jährlich mehr als 6,6 Millionen Tonnen Schotter und Kiesprodukte in verschiedenen Sorten und Qualitätsklassen produziert. Die Nachfrage ist groß – auch mit einer Jahresproduktion von derzeit 2,3 Millionen Tonnen Material kann das Werk in Tau sie kaum befriedigen. Umso wichtiger ist es, einen möglichst verlässlich laufenden Betrieb zu gewährleisten und ungeplante Stillstandszeiten auf ein Minimum zu reduzieren.

Wind, Regen und Schneeregen

Die Arbeitsbedingungen spielen für solche Abwägungen eine wesentliche Rolle. „Sie müssen bedenken, dass wir das ganze Jahr über im Freien arbeiten. Die Bereiche, in denen die Antriebe für die Förderbänder stehen, sind überwiegend offen und ungeschützt. Angesichts der rauen Wetterverhältnisse im westlichen Norwegen mit Wind, Regen und Schneeregen sowie der staubigen, ziemlich unangenehmen Umgebung auf dem Gelände wünschen wir uns im Schotterwerk so geringe Reparatur- und Wartungszeiten wie möglich für unser Wartungspersonal.“ In Tau wird an sieben Tagen in der Woche rund um die Uhr im Schichtbetrieb gearbeitet. Während der 168 Produktionsstunden sind planmäßig 16 Wartungsstunden angesetzt. Nur im Winter ruht der Betrieb für zwei bis drei Wochen für eine Instandhaltungsrevision. Die Direktantriebe haben zu einer merklichen Erhöhung der Zuverlässigkeit um circa 4,5 Prozent in den letzten drei Jahren beigetragen. „Damit sind wir sehr zufrieden. Mit der Umstellung von Zapfwellen- und Riemenantrieben auf direkte Getriebemotorantriebe vermeiden wir erstens den beträchtlichen Verschleiß an Riemen. In das Antriebswerk kann außerdem kein Wasser und Staub gelangen. Die Entscheidung für die Lösung mit kompakten und robusten Getriebemotor-Einheiten hat sich also als kluger Schritt herausgestellt“, resümiert Per Thu, Produktionsleiter des Nor Stone-Werks.

Ingenieure von Nord entwickelten in den 1980er Jahren eine wichtige Innovation im Getriebebau: das Blockgehäuse-Konzept für den Getriebemotor. Sämtliche Getriebeelemente sind in einem geschlossenen Gehäuse vereint. Das Konzept setzte sich rasch im Markt durch und ist heute Standard. Nord baut alle Stirnrad-, Flach-, Kegelrad- und Schneckengetriebe als Blockgehäuse-Getriebe und Getriebemotor. In Norwegen beispielsweise wurden die Riemenantriebe des Grabungsbandes durch einen 90-kW-Motor mit SK-9086.1-Getriebe ersetzt. Das Werk hat zudem einen eigenen Anleger, der jährlich von 700 bis 900 Schiffen angelaufen wird. An dessen Ausfuhrband wird ein 37-kW-Motor mit einem Getriebe des Typs SK 9082.1-225S/4 eingesetzt. Harte und vor allem reichlich staubige Bedingungen herrschen unter den Brechern. Hier wird zusammen mit dem Getriebemotor SK 9052.1-160L/4 ein 15-kW-Antrieb verwendet.

Die Nord-Direktantriebe brachten nicht nur eine erhöhte Zuverlässigkeit und eine Reduzierung des Zeit- und Kostenaufwands für Wartungsaktivitäten. Auch die Investitionskosten fielen beim Kauf neuer Getriebe im Vergleich geringer aus. Der bei der alten Antriebslösung übliche Ersatz eines kompletten Pakets, das eine Zapfwellengetriebebox mit Riemenscheiben, Riemen, Verschlag, Riemenabdeckung und den Motor umfasste, fiel kostspieliger aus als der nun stattdessen zu beschaffende Getriebemotor. Da turnusmäßig ohnehin eine Reihe von Getriebewechseln anstehen, ist die umfassende Umstellung vom Zapfwellen- und Riemenantrieb auf den Direktantrieb für Ullestad beschlossene Sache. Er ist derzeitig damit beschäftigt, Antriebskomponenten zu standardisieren. "Mit einem stufenweisen Abbau der Antriebswerke für die Förderbänder standardisieren wir zum Beispiel die Motorgrößen, die Achsmaße und die Trommeldurchmesser, um die Variantenvielfalt zu begrenzen und so Instandhaltung, Lagerverwaltung und Service zu vereinfachen. Außerdem bauen wir Backup-Lösungen auf, wobei wir unter anderem darauf setzen, selbst Komponenten auf Lager zu halten", stellt der Instandhaltungsleiter die nächsten Schritte dar. ee

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