DE102018100455B4 - Verfahren zum Betreiben einer Extrusionsanlage und Extrusionsanlage - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Extrusionsanlage (10) mit den automatisch durchgeführten Schritten(a) zeitabhängiges Erfassen von zumindest zwei Betriebsparametern (P), die ausgewählt sind aus der folgenden Liste:(i) ein Schneckenumdrehungsparameter (U), aus dem die Zahl der Umdrehungen, die eine Förderschnecke (26) eines Extruders (12) der Extrusionsanlage (10) seit einem vorgegebenen Zeitpunkt durchgeführt hat, bestimmbar ist, und/oder(ii) ein Drehmomentkennwert, der das Drehmoment (M), das an der Förderschnecke (26) anliegt, beschreibt, und/oder(iii) ein Betriebsdruck in einem Zylinder des Extruders (12) und/oder(iv) ein Abrasionsparameter (C), der eine Abrasivität von im Extruder (12) verarbeitetem Material beschreibt,(b) aus den Betriebsparametern (P) Errechnen eines Verschleißparametersinsbesondere eines Wartungszeitpunkts (T), der einen Verschleißzustand zumindest einer Komponente des Extruders (12) kodiert,(c) wobei das Errechnen des Verschleißparameters- ein Berechnen einer Druckbelastung (B) in Form der Summe einer Funktion (f) des Betriebsdrucks (p(t)) in Abhängigkeit von der Betriebszeit (t), insbesondere der Summeüber den Betriebsdruck (p(t)), und- ein Berechnen einer Drehmomentbelastungin Form der Summe von Produkten aus einer Funktion des Drehmomentkennwerts (M(t)) und der Betriebszeit (t), insbesondere der Summe über die Produkte aus Drehmomentkennwert (M(t)) und Betriebszeit (t), umfasst, und(d) wobei der Wartungszeitpunkt (T) aus dem frühesten Zeitpunkt errechnet wird, zu dem- die Druckbelastung (B) einen Druckbelastungs-Grenzwert (B) erreicht oder- die Drehmomentbelastung (B) einen Drehmomentbelastungs-Grenzwert(B) erreicht,und(e) Ausgeben einer Wartungsmeldung, die den Verschleißparameter kodiert.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Extrusionsanlage. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Extrusionsanlage mit (a) einem ersten Extruder zum Abgeben einer ersten Kautschukkomponente (b) einem zweiten Extruder zum Abgeben einer zweiten Kautschukkomponente und (c) einer Maschinensteuerung zum Ansteuern der Extruder.
• Extrusionsanlagen werden beispielsweise zur Herstellung von Laufstreifen für Fahrzeugreifen verwendet. Je nach Struktur des Laufstreifens werden drei, vier oder fünf sowie teilweise mehr als fünf, Extruder verwendet, die jeweils eine Kautschukmischung herstellen. Alle Kautschukmischungen werden gemeinsam zum Laufstreifen verbunden und danach zu einem Reifen weiterverarbeitet.
• Extrusionsanlagen müssen in regelmäßigen Zeitabständen gewartet werden, da sie dem Verschleiß unterliegen. Dazu ist es bekannt, Betriebsstundenzähler einzusetzen. Die Zeit, nach der eine Komponente einer Extrusionsanlage gewartet werden muss, wird anhand von Erfahrungswerten festgelegt. Wird das Wartungsintervall zu groß gewählt, so kann es zu Qualitätseinbußen bei dem gefertigten Produkt kommen. Wird das Wartungsintervall zu kurz gewählt, entsteht ein unnötiger Aufwand mit unnötigen Kosten. Es ist daher wünschenswert, den optimalen Wartungszeitpunkt möglichst genau zu kennen.
• EP1507182A1 offenbart ein Verfahren zur Verschleißerkennung bei Extrudermaschinen. Das Verfahren umfasst die Schritte: Ermittlung mindestens eines Parameters einer Extrusionsmaschine als Referenzpunkt, wobei mit einem definierten Material unter definierten Prozessbedingungen die Anlage gefahren wird und der Maschinenparameter bestimmt wird, Berechnen einer Masterkurve auf Basis dieses Referenzpunktes, kontinuierliches Ermitteln dieser Maschinenparameter während des laufenden Prozesses, Berechnen einer Vergleichskurve, wobei mittels bekannter mathematischer Verfahren Störgrößen geglättet werden, sowie Bestimmung der Abweichung der ermittelten Vergleichskurve zur Masterkurve, bis eine vorbestimmte Abweichung ermittelt wird.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Nachteile im Stand der Technik zu vermindern. Die Erfindung löst das Problem durch ein Verfahren zum Betreiben einer Extrusionsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 mit den automatisch durchgeführten Schritten (a) zeitabhängiges Erfassen von zumindest zwei Betriebsparametern, die ausgewählt sind aus der folgenden Liste: (i) ein Schneckenumdrehungsparameter, aus dem die Zahl der Umdrehungen, die eine Förderschnecke eines Extruders der Extrusionsanlage seit einem vorgegebenen Zeitpunkt durchgeführt hat, bestimmbar ist, (ii) ein Drehmomentkennwert, der das Drehmoment, das an der Förderschnecke anliegt, beschreibt, (iii) ein Betriebsdruck in einem Zylinder des Extruders (iv) ein Abrasionsparameter, der eine Abrasivität von im Extruder verarbeitetem Material beschreibt, (b) aus den Betriebsparametern Errechnen eines Verschleißparameters, insbesondere eines Wartungszeitpunkts, der einen Verschleißzustand zumindest einer Komponente des Extruders kodiert, und (c) Ausgeben einer Wartungsmeldung, die den Verschleißparameter kodiert.
• Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass der Wartungszeitpunkt besser bestimmt werden kann. Da Qualitätseinbußen bei Extrudern nicht toleriert werden sollen, wurde bisher das Wartungsintervall so gewählt, dass ein übermäßiger Verschleiß mit sehr hoher Sicherheit ausgeschlossen war. Das aber führt dazu, dass der Wartungszeitpunkt in aller Regel zu früh lag. Dadurch, dass beim erfindungsgemäßen Verfahren die zumindest zwei Betriebsparameter erfasst werden, kann der Wartungszeitpunkt, zu dem mindestens eine Komponente der Extrusionsanlage gewartet werden muss, genauer festgelegt werden. Das vermindert den Wartungsaufwand.
• Vorteilhaft an der Erfindung ist zudem, dass dieser Vorteil mit geringen Mitteln erreichbar ist. So ist es in der Regel ausreichend, die Maschinensteuerung mit einer entsprechenden Software zu versehen. Sofern notwendig, kann ein zusätzlicher Speicher in die Maschinensteuerung eingebaut werden.
• Vorteilhaft ist zudem, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren zeitliche Verläufe der Betriebsparameter erhalten werden, die mit den Daten verknüpft werden können, die beim Austauschen von Komponenten der Extrusionsanlage, beispielsweise einer Förderschnecken erhalten werden. So kann der an der ausgetauschten Komponente bestimmte Verschleiß mit den gemessenen Verläufen der Betriebsparameter korreliert werden. Auf diese Weise kann noch genauer als bisher festgestellt werden, wann die entsprechende Komponente gewartet werden muss. In anderen Worten führt das zeitabhängige Erfassen der Betriebsparameter dazu, dass der Wartungszeitpunkt mit immer höherer Genauigkeit festgelegt werden kann.
• Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter dem zeitabhängigen Erfassen insbesondere verstanden, dass in regelmäßigen Abständen Daten für den jeweiligen Betriebsparameter erfasst und vorzugsweise gespeichert werden. Insbesondere werden die Betriebsparameter zumindest einmal in 10 Sekunden, vorzugsweise zumindest einmal pro Sekunde erfasst. Es ist möglich, nicht aber notwendig, dass die jeweiligen Betriebsparameter direkt gemessen werden. Insbesondere ist es möglich, dass Maschinenparameter oder sonstige Messwerte aufgenommen werden, die auf eindeutige Weise auf den jeweiligen Betriebsparameter schließen lassen.
• Unter dem Schneckenumdrehungsparameter wird entweder die Zahl der Umdrehungen, die die Förderschnecke des Extruders seit einem vorgegeben Zeitpunkt durchgeführt hat, verstanden, oder aber ein Parameter, aus dem diese Zahl der Umdrehungen bestimmbar ist. Beispielsweise kann der Schneckenumdrehungsparameter der Weg sein, den ein Punkt, vorzugsweise auf dem äußeren Umfang der Förderschnecke, seit dem vorgegeben Zeitpunkt zurückgelegt hat.
• Unter dem Drehmomentkennwert wird insbesondere das Drehmoment selber verstanden alternativ wird unter dem Drehmomentkennwert ein Wert verstanden, anhand dessen der Drehmomentkennwert bestimmbar ist. Beispielsweise kann es sich bei dem Drehmomentkennwert um eine Leistungsaufnahme eines Elektromotors, der die Förderschnecke antreibt, handeln. Alternativ kann es sich bei dem Drehmomentkennwert beispielsweise um den Ankerstrom dieses Motors handeln, da der Eingangsstrom proportional zu dem Drehmoment ist, das an der Förderschnecke anliegt. Es ist zudem möglich, dass der Drehmomentkennwert eine monotone Funktion des tatsächlichen Drehmoments oder eines der oben genannten Parameter ist. Beispielsweise kann diese Funktion überproportional vom Drehmoment abhängen. Damit wird der Tatsache Rechnung getragen, dass hohe Drehmomente überdurchschnittlich starken Verschleiß bewirken können.
• Unter dem Betriebsdruck wird insbesondere der Druck verstanden, mit dem ein Extruder der Extrusionsanlage das Extrudat, in der Regel eine Kautschukmischung, abgibt.
• Unter dem Abrasionsparameter wird insbesondere ein Wert verstanden, der beschreibt, um wie viel größer die abrasive Wirkung der jeweiligen verarbeiteten Kautschukmischung ist relativ zu einer Referenz-Kautschukmischung ist. Verschleißt beispielsweise der Extruder doppelt so stark bei einer vorgegebenen Kautschukmischung relativ zu der Referenz-Kautschukmischung, so ist dieser Abrasionsparameter gleich 2. Es handelt sich also um einen relativen Wert. Als Referenz-Kautschukmischung kann beispielsweise reiner Kautschuk verwendet werden. Der Abrasionsparameter kann beispielsweise auch die Korrosivität der Kautschukmischung beschreiben.
• Bei dem Verschleißparameter kann es sich um eine Zahl, eine Größe oder einen Vektor handeln. Auch andere Datenformate sind möglich. Insbesondere ist es möglich, dass der Verschleißparameter eine mehrdimensionale Größe ist. Unter dem Verschleißparameter wird insbesondere der Wartungszeitpunkt verstanden, also derjenige Zeitpunkt, zudem zumindest eine Komponente des Extruders auszutauschen ist, um sicherzustellen, dass die Extrusionsanlage die geforderte Qualität liefert.
• Unter dem Ausgeben einer Wartungsmeldung wird insbesondere verstanden, dass ein vom Menschen wahrnehmbares oder nicht wahrnehmbares Signal ausgesandt wird, das den Verschleißparameter, insbesondere den Wartungszeitpunkt, kodiert. Beispielsweise ist es alternativ möglich, dass der Verschleißparameter in Prozenten angibt, wie viel des maximal zulässigen Verschleißes bereits erreicht ist.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Verfahren auf einer Extrusionsanlage durchgeführt, die zumindest drei Extruder aufweist. Das Verfahren umfasst dann insbesondere die vorgenannten Schritte (a) zeitabhängiges Bestimmen eines Durchsatzparameters, der den spezifischen Durchsatz eines der Extruder kodiert, wobei dieses Bestimmen des Durchsetzparameters vorzugsweise für alle Extruder durchgeführt wird, und (b) Ausgeben einer Wartungsmeldung, wenn der Durchsatzparameter für zumindest einen der Extruder einen vorgegeben Durchsatzparameter-Grenzwert unterschreitet.
• Der spezifische Durchsatz gibt an, wie viel Extrudat der jeweilige Extruder abgibt. Ist der jeweilige Extruder zu stark verschlissen, sinkt der entsprechende spezifische Durchsatz unter den vorgegebenen Durchsatzparameter-Grenzwert. Der spezifische Durchsatz wird insbesondere bestimmt durch (i) Messen des längenspezifischen Gewichts eines von der Extrusionsanlage hergestellten mehrkomponentigen Gummiprofils, insbesondere eines Laufstreifens, (ii) Messen der Geschwindigkeit des Gummiprofils und (iii) Berechnen des spezifischen Durchsatzes eines jeden Extruders durch Multiplizieren von längenspezifischem Gewicht, Geschwindigkeit und Flächenanteil, den der Querschnitt des Gummiprofils, das der jeweilige Extruder spritzt, am Gesamt-Querschnitt des Kautschukprofils hat.
• Der Durchsatzparameter kann der spezifische Durchsatz selbst oder eine daraus abgeleitete Größe sein. Beispielsweise kann der Durchsatzparameter die spezifische Energie sein, das heißt die Antriebsenergie des jeweiligen Extruders, die zum Herstellen einer vorgegeben Masse an Extrudat notwendig ist. Es ist zudem möglich, dass der Durchsatzparameter eine monotone Funktion des spezifischen Durchsatzes ist, die überproportional oder unterproportional vom spezifischen Durchsatz abhängt.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das zeitabhängige Erfassen des Betriebsparameters zudem (a) ein Erfassen eines Vibrationsparameters, der eine Stärke einer Vibration zumindest einer Komponente der Extrusionsanlage beschreibt, und/oder (b) ein Erfassen einer Temperatur, insbesondere eines Lagers eines Motors der Extrusionsanlage, und/oder (c) ein Erfassen von Betriebsstunden, während denen die Extrusionsanlage in Betrieb war. Eine Vibration, die oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes liegt, deutet darauf hin, dass zu starker Verschleiß vorliegt. Überschreitet die Temperatur an einem Lager des Motors ein Temperatur-Schwellenwert, so lässt das darauf schließen, dass das Lager fehlerhaft ist und ausgetauscht werden sollte. Vorzugsweise kodiert die Wartungsmeldung zumindest einen dieser genannten Betriebsparameter.
• Das Errechnen des Verschleißparameters umfasst ein Berechnen einer Druckbelastung in Form der Summe einer Funktion des Betriebsdrucks in der Abhängigkeit von der Betriebszeit, insbesondere der Summe des Betriebsdrucks über die Betriebszeit. In anderen Worten umfasst das Berechnen des Verschleißparameters insbesondere das Berechnen der Summe $B_p={\displaystyle {\sum }_{t\text{'}=0}^{t}f\left(p(t\text{'}\right).}$

  

  Die Funktion f ist monoton in p und kann insbesondere die identische Funktion sein, vorzugsweise gilt aber $B_p={\displaystyle {\sum }_{t\text{'}=0}^{t}p\left(t\text{'}\right).}$

  

  In anderen Worten wird davon ausgegangen, dass der Verschleiß bei einem zehnmal höheren Druck zehnmal so hoch ist. Es ist allerdings auch möglich, dass die Funktion f überproportional vom Betriebsdruck p abhängt. Das trägt dem Rechnung, dass besonders hohe Drücke überproportional zum Verschleiß beitragen.
• Der Wartungszeitpunkt wird aus dem frühesten Zeitpunkt errechnet, zu dem die Druckbelastung einen Druckbelastungs-Grenzwert erreicht oder die Drehmomentbelastung einen Drehmomentbelastungs-Grenzwert erreicht. Insbesondere ist der Wartungszeitpunkt der früheste Zeitpunkt zu dem zusätzlich oder alternativ der Schneckenumdrehungsparameter einen Schneckenumdrehungsparameter-Grenzwert erreicht oder die Betriebsstundenzahl einen Betriebsstunden-Grenzwert erreicht. In anderen Worten wird der früheste Zeitpunkt berechnet, zu dem eine der Bedingungen erfüllt ist.
• Vorzugsweise umfasst das Verfahren die Schritte (a) Erfassen eines Austausch-Verschleißparameters einer Komponente, insbesondere einer Förderschnecke, eines Extruders der Extrusionsanlage, (b) Austauschen der Komponente gegen eine Neu-Komponente und (c) Berechnen des Wartungszeitpunkts für die Neu-Komponente aus dem Austausch-Verschleißparameter. Besonders günstig ist es, wenn zusätzlich der Schritt durchgeführt wird, dass der Verschleiß der Neu-Komponente, quantitativ erfasst wird und das Berechnen des Wartungszeitpunkts für die Neu-Komponente aus dem Austausch-Verschleißparameter und dem gemessenen Verschleiß der Komponente berechnet wird. Die ausgetauschte Komponente hat während ihrer Lebensdauer ein Lastkollektiv erfahren, das durch den zeitlichen Verlauf der Betriebsparameter gekennzeichnet ist.
• Im Folgenden wir die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:
• 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Extrusionsanlage und
• 2 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
• 3 zeigt ein Flussdiagramm eines alternativen erfindungsgemäßen Verfahrens.
• 1 zeigt eine erfindungsgemäße Extrusionsanlage 10, die einen ersten Extruder 12.1, einen zweiten Extruder 12.2, einen dritten Extruder 12.3 und einen vierten Extruder 12.4 aufweist. Jeder Extruder gibt einen jeweiligen Strang 14.i (i = 1, ..., N, wobei N die Zahl der Extruder ist) ab. Diese werden durch entsprechende Rohre 16.i zu einem Extrusionskopf 18 geleitet. Der Extrusionskopf 18 formt aus den Strängen 14.i einen mehrkomponentigen Laufstreifen 20, der auf eine Fördervorrichtung 22 abgelegt wird.
• Die Extruder 12.i werden mit nicht-vulkanisiertem Kautschukmaterial beschickt. Dieses Material kann auch als Compound bezeichnet werden. Jeder Extruder 12.i weist einen Elektromotor 24.i auf, der eine schematisch eingezeichnete Förderschnecke 26.i antreibt. Der Motor 26 wird von einer jeweiligen Extrudersteuerung 28.i angesteuert. Alle Extrudersteuerungen 28.i, ..., 28.N bilden gemeinsam eine Maschinensteuerung 30. Es ist möglich und bevorzugt, dass die Extrudersteuerungen 28 miteinander vernetzt sind. Es ist zudem möglich, dass die Maschinensteuerung 30 eine Zentralsteuerung 32 aufweist, die mit den Extrudersteuerungen 28.i verbunden ist.
• Beim Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens erfassen die Extrudersteuerungen 28.i in regelmäßigen Zeitabständen t₁, t₂, ... Betriebsparameter P_j,i, (j = 1, 2, ..., M, wobei M die Zahl der erfassten Betriebsparameter ist).
• 2 zeigt ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird regelmäßig ein für jeden Extruder 12.i ein erster Betriebsparameter P_1,i = U_i in Form eines Schneckenumdrehungsparameters des i-ten Extruders erfasst (Schritt A). Dieser entspricht der Zahl der vollständigen Umdrehungen einer jeweiligen Förderschnecke 26.i nach einem vorgegebenen Start-Zeitpunkt t_S . Der Schneckenumdrehungsparameter U_i wird mittels der Maschinensteuerung 30, insbesondere durch die zugeordnete Extrudersteuerung 28.i, ermittelt. Es werden also für den ersten Extruder 12.1 der Schneckenumdrehungsparameter U₁(t) und für den zweiten Extruder 12.2 der Schneckenumdrehungsparameter U₂(t), für den dritten Extruder 12.3 U₃(t) und für den vierten Extruder 12.4 U₄(t) erfasst.
• Zudem wird ein zweiter Betriebsparameter P_2,i = p_i(t) in Form des Betriebsdrucks des i-ten Extruders gemessen. Zudem wird ein dritter Betriebsparameter P_{3, i} = I_i(t) in Form des jeweiligen Ankerstroms erfasst, der im Motor 24.i anliegt. Der Ankerstrom I_i ist ein Größenmaß für das Drehmoment M_i, das an der Förderschnecke 26.i anliegt. Zudem erfassen die Extrudersteuerungen 28.i die Zahl der Betriebsstunden H_i und die Abrasionsparameter C_i, die angeben, wie groß die abrasive und/oder korrosive Wirkung desjenigen Compounds beschreibt, das zum Zeitpunkt t im i-ten Extruder verarbeitet wird.
• Um deutlich zu machen, dass die jeweiligen Betriebsparameter P_j von der Extrudersteuerung 28.1 aufgenommen werden, tragen sie jeweils den Index „1.“ die weiteren Extrudersteuerungen 28.2, ..., 28.N erfasst vorzugsweise die gleichen Betriebsparameter, wobei es möglich ist, dass nicht alle Extrudersteuerungen die gleichen Betriebsparameter erfassen.
• Der Betriebsparameter C_i(t) wird beispielsweise dadurch erfasst, dass eine entsprechende Eingabeaufforderung auf einem Bildschirm dargestellt wird, sodass ein Bediener diesen Wert eingeben kann. Der Drehmomentkennwert M_i kann alternativ dadurch bestimmt werden, dass beispielsweise mittels eines Dehnungsmessstreifens, das an der Förderschnecke 26.i anliegende Drehmoment erfasst wird. Wiederum alternativ kann statt des Ankerstroms I_i auch die Leistung P_24.i des jeweiligen Motors 24.i erfasst werden.
• Die Maschinensteuerung 30 oder die jeweilige Extrudersteuerung 28.i berechnet in einem folgenden Schritt B aus den erfassten Betriebsparametern P_j,i einen Verschleißparameter $\overrightarrow{V},$

  

  der wegen seiner Vektornatur auch als Verschleißparametervektor bezeichnet werden könnte. Die Druckbelastungen B_p,i, die gemäß der Formel $B_{p,i}={\displaystyle {\sum }_{t\text{'}=0}^{t}f\left(p_i\left(t\text{'}\right)\right)}$

  

  berechnet werden, sind Komponente des Verschleißparameters $\overrightarrow{V}$

  

  sind. Die Funktion f ist im vorliegenden Fall die identische Funktion, die jeder Zahl die gleiche Zahl zuordnet. In anderen Worten gilt im vorliegenden Fall $B_{p,i}={\displaystyle {\sum }_{t\text{'}=0}^t{p}_i\left(t\text{'}\right)}.$

  

  Die Druckbelastung B_p,i beschreibt den Beitrag, den der Druck auf den Verschleiß des i-ten Extruders 12.i hat. Aus der Summe wird ersichtlich, dass beispielsweise 10 Sekunden bei einem Druck von 200 bar die gleiche Verschleißwirkung haben wie 100 Sekunden bei 20 bar.
• Die Maschinensteuerung 30 oder die jeweilige Extrudersteuerung 28.i berechnet aus den erfassten Betriebsparametern P_j,i zudem die Drehmomentbelastung B_M,i, die gemäß der Formel $B_{M,i}={\displaystyle {\sum }_{t\text{'}=0}^{t}g\left(M_i\left(t\text{'}\right)\right)}$

  

  berechnet wird. Die Funktion g ist im vorliegenden Fall die identische Funktion, die jeder Zahl die gleiche Zahl zuordnet. In anderen Worten gilt im vorliegenden Fall $B_{M,i}={\displaystyle {\sum }_{t\text{'}=0}^t{M}_i\left(t\text{'}\right).}$

  

  Die Drehmomentbelastung B_M,i beschreibt den Beitrag, den das Drehmoment M auf den Verschleiß des i-ten Extruders 12.i hat.
• In einem nachfolgenden Schritt C werden aus der Druckbelastung B_p,i und der Drehmomentbelastung B_M,i die jeweiligen Zeitpunkte T_p,i und T_M,i errechnet, zu denen ein vorgegebener Druckbelastungs-Grenzwert B_p,i,grenz bzw. ein vorgegebener Drehmomentbelastung-Grenzwert B_M,i,grenz erreicht werden. Das geschieht beispielsweise durch Extrapolation des zeitlichen Verlaufs der Druckbelastung und Drehmomentbelastung. Beispielsweise kann es sich um eine lineare Extrapolation handeln. Es sei darauf hingewiesen, dass sich die Grenzwerte von Extruder zu Extruder unterscheiden können. Das liegt beispielsweise daran, dass sich die jeweilige Förderschnecken 26.i voneinander hinsichtlich des Verschleißverhaltens unterscheiden können.
• Es werden zudem jeweils diejenigen Zeitpunkte berechnet, zu denen die Schneckenumdrehungsparameter U_i einen jeweiligen Schneckenumdrehungsparameter-Grenzwert U_{i, max} erreichen. Zudem wird ermittelt, wann die Betriebsstundenzahl H einen Betriebsstunden-Grenzwert H_max erreicht. Es sei angemerkt, dass all diese Berechnungen für alle Betriebsparameter und damit für alle Extruder durchgeführt werden. In der Regel unterscheiden sich die so jeweils berechneten Zeitpunkte.
• Der Wartungszeitpunkt T_W wird in einem folgenden Schritt D berechnet als kleinster dieser Zeitpunkte. Von der Maschinensteuerung 30 wird, gegebenenfalls auf eine entsprechende Anfrage, in Schritt E eine Wartungsmeldung ausgegeben, die den Wartungszeitpunkt kodiert. Beispielsweise wird der Wartungszeitpunkt auf einem Bildschirm der Maschinensteuerung 30 angezeigt. Zum Wartungszeitpunkt wird die Extrusionsanlage gewartet.
• Die Extrusionsanlage 10 umfasst eine Metergewichtwaage 32, mit der das längenspezifische Gewicht G des Strangs 14 gemessen wird. Zudem besitzt die Extrusionsanlage 10 einen Geschwindigkeitsmesser 34 zum Messen einer Geschwindigkeit v₁₄ des Strangs 14. Die Maschinensteuerung 30 ist ausgebildet zum automatischen Berechnen des spezifischen Durchsatzes aus dem längenspezifischen Gewicht G, der Geschwindigkeit v₁₄ sowie dem jeweiligen Flächenanteil A_i , den das Compound aus dem Extruder 12.i am fertigen Strang 14 hat. Es wird so der spezifische Durchsatz D_spez berechnet und zeitabhängig gespeichert. In anderen Worten wird der spezifische Durchsatz D_spez(t) zu regemäßigen Zeitpunkten t bestimmt und in einem Speicher 36 der Maschinensteuerung 30 abgespeichert.
• 1 zeigt zudem schematisch, dass hier der Extruder 12.i eine Vibrationsmessvorrichtung 38, mittels der ein Vibrationsparameter a erfasst wird. Zudem wird mittels Thermometer 40.i jeweils die Temperatur T_i gemessen. In 1 sind die Thermometer 40.i so eingezeichnet, dass sie die Temperatur von Lagern der Elektromotoren messen. Besonders günstig ist es aber, wenn zusätzlich oder alternativ die Temperatur der Lager der Förderschnecke gemessen wird. Die Messdaten werden der Maschinensteuerung 30 zugeleitet. Überschreitet eine der Temperaturen T einen vorgegebenen Temperatur-Grenzwert oder überschreitet eine der Vibrationen einen vorgegebenen Vibrations-Grenzwert, so wird ein Alarm ausgegeben.
• Mittels der Metergewicht-Waage wird beständig das längenspezifische Gewicht G bestimmt. Das geschieht wie oben beschrieben. Der Flächenanteil des jeweiligen Extruders 12.i am gefertigten Laufstreifen 20 wird geometrisch ermittelt und ist in der Maschinensteuerung 30 einprogrammiert.
• 3 zeigt ein Flussdiagramm eines alternativen erfindungsgemäßen Verfahrens. Es ist im Ablaufdiagramm oben links zu erkennen, dass das Erfassen der Betriebsparameter P wie in dem Verfahren gemäß 2 stattfindet. Es ist zudem angegeben, dass nach einer vorgegebenen Anzahl an Umdrehungen oder beim Erreichen einer vorgegebenen Belastung oder einer vorgegebenen Zahl Antriebsstunden die angegebenen Wartungsschritte durchgeführt werden. Ist zudem die Verschleißgrenze erreicht, wird das entsprechende Bauteil ausgetauscht.
• Bezugszeichenliste

10

Extrusionsanlage

12

Extruder

14

Strang

16

Rohr

18

Extrusionskopf

20

Laufstreifen

22

Fördervorrichtung

24

Motor

26

Förderschnecke

28

Extrudersteuerung

30

Maschinensteuerung

33

Metergewicht-Waage

34

Geschwindigkeitsmesser

36

Speicher

38

Vibrationsmessvorrichtung

P

Betriebsparameter



Verschleißparameter

H

Zahl der Betriebsstunden

C

Abrasionsparameter

I

Ankerstrom

M

Drehmoment

i

Laufindex i = 1, ..., N

N

Zahl der Extruder

t

Zeit

j

Laufindex j = 1, ..., M

M

Zahl der Betriebsparameter

U

Schneckenumdrehungsparameter

t_S

Start-Zeitpunkt

B_P

Druckbelastung

B_M

Drehmomentbelastung

f

Funktion

G

längenspezifisches Gewicht

B_{M, max}

Drehmomentbelastungs-Grenzwert

B_{p, max}

Druckbelastungs-Grenzwert

U_max

Schneckenumdrehungs-parameter-Grenzwert

H_max

Betriebsstundenzahl-Grenzwert

T_W

Wartungszeitpunkt

v₁₄

Geschwindigkeit

A_i

Flächenanteil

D_spez

spezifischer Durchsatz

a

Vibrationsparameter

T

Temperatur

Claims (5)

1. Verfahren zum Betreiben einer Extrusionsanlage (10) mit den automatisch durchgeführten Schritten (a) zeitabhängiges Erfassen von zumindest zwei Betriebsparametern (P), die ausgewählt sind aus der folgenden Liste: (i) ein Schneckenumdrehungsparameter (U), aus dem die Zahl der Umdrehungen, die eine Förderschnecke (26) eines Extruders (12) der Extrusionsanlage (10) seit einem vorgegebenen Zeitpunkt durchgeführt hat, bestimmbar ist, und/oder (ii) ein Drehmomentkennwert, der das Drehmoment (M), das an der Förderschnecke (26) anliegt, beschreibt, und/oder (iii) ein Betriebsdruck in einem Zylinder des Extruders (12) und/oder (iv) ein Abrasionsparameter (C), der eine Abrasivität von im Extruder (12) verarbeitetem Material beschreibt, (b) aus den Betriebsparametern (P) Errechnen eines Verschleißparameters $\left(\overrightarrow{V}\right),$

   

   insbesondere eines Wartungszeitpunkts (T_W), der einen Verschleißzustand zumindest einer Komponente des Extruders (12) kodiert, (c) wobei das Errechnen des Verschleißparameters $\left(\overrightarrow{V}\right)$

   

   - ein Berechnen einer Druckbelastung (B_P) in Form der Summe einer Funktion (f) des Betriebsdrucks (p(t)) in Abhängigkeit von der Betriebszeit (t), insbesondere der Summe $\left(B_p={\displaystyle {\sum }_{t\text{'}=0}^{t}f\left(p\left(t\text{'}\right)\right)}\right)$

   

   über den Betriebsdruck (p(t)), und - ein Berechnen einer Drehmomentbelastung $\left(B_M={\displaystyle {\sum }_{t\text{'}=0}^{t}I\left(t\text{'}\right)}\right)$

   

   in Form der Summe von Produkten aus einer Funktion des Drehmomentkennwerts (M(t)) und der Betriebszeit (t), insbesondere der Summe über die Produkte aus Drehmomentkennwert (M(t)) und Betriebszeit (t), umfasst, und (d) wobei der Wartungszeitpunkt (T_W) aus dem frühesten Zeitpunkt errechnet wird, zu dem - die Druckbelastung (B_p) einen Druckbelastungs-Grenzwert (B_{p, max}) erreicht oder - die Drehmomentbelastung (B_M) einen Drehmomentbelastungs-Grenzwert (B_{M, max}) erreicht, und (e) Ausgeben einer Wartungsmeldung, die den Verschleißparameter kodiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Extrusionsanlage (10) zumindest drei Extruder (12,1, 12.2, 12.3) aufweist und dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) zeitabhängiges Bestimmen eines Durchsatzparameters, der den spezifischen Durchsatz eines Extruders (12) kodiert, für alle Extruder (12) und (b) Ausgeben der Wartungsmeldung, wenn der Durchsatzparameter für zumindest einen Extruder (12) einen vorgegebenen Durchsatzparameter-Grenzwert unterschreitet.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zeitabhängige Erfassen der Betriebsparameter (P) zudem ein (a) ein Erfassen eines Vibrationsparameters (a), der eine Stärke einer Vibrationzumindest einer Komponente der Extrusionsanlage (10) beschreibt, und/oder (b) ein Erfassen einer Temperatur (T), insbesondere eines Lager eines Motors (24) der Extrusionsanlage (10), und/oder (c) ein Erfassen von Betriebsstunden (H), während denen die Extrusionsanlage (10) in Betrieb war, umfasst.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wartungszeitpunkt (T_W) aus dem frühesten Zeitpunkt errechnet wird, zu dem - die Druckbelastung (Bp) den Druckbelastungs-Grenzwert (B_{p, max}) erreicht oder - die Drehmomentbelastung (B_M) den Drehmomentbelastungs-Grenzwert (B_{M, max}) erreicht oder - der Schneckenumdrehungsparameter (U) einen Schneckenumdrehungsparameter-Grenzwert (U_max) erreicht oder - die Betriebsstundenzahl (H) einen Betriebsstunden-Grenzwert (H_max) erreicht.
5. Extrusionsanlage (10) mit (a) einem ersten Extruder (12.1) zum Abgeben einer ersten Kautschukkomponente, (b) zumindest einem zweiten Extruder (12.2) zum Abgeben einer zweiten Kautschukkomponente und (c) einer Maschinensteuerung (30) zum Ansteuern der Extruder (12), dadurch gekennzeichnet, dass (d) die Maschinensteuerung (30) ausgebildet ist zum automatischen Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche.

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