Metallverarbeitung. Aurubis setzt auf FMS-Kraftmessblöcke für den Dauereinsatz unter höchster Beanspruchung.

Kalt-Walzwerk in den Niederlanden
In Zutphen (NL) stellt Aurubis ein umfangreiches Portfolio an Walzprodukten aus Kupfer und Kupferlegierungen her. Von Standardkupfer bis zu hochwertigen Speziallegierungen, wie Messinglegierungen, Kupfer-Zinn-Legierungen und der Speziallegierung CuproBraze®.

Ausgangslage: Ersatz bestehender Messblöcke
Die Kraftmesstechnik der bestehenden 5-stufigen Walzenstrasse genügt den aktuellen Anforderungen nicht mehr. Ein Ersatz für diese ist erforderlich. Neu soll eine präzise Messung von kleinen Materialzügen möglich sein. Der vorgegebene Bauraum muss unverändert bleiben. Die Messblöcke setzen einen Einsatz mit aggressiven Medien (Walzemulsion aus Wasser und Carbonsäureester) voraus. Die neuen FMS-Messblöcke dienen der Abdeckung eines grossen Messbereiches für stark unterschiedliche Materialzüge. Durch eine Erweiterung im unteren Messbereich will der Kunde höhere Flexibilität beim Einsatz der Anlage. Die bestehenden Messverstärker sollen durch Auswerteelektroniken der neuesten Generation mit Profinet Schnittstelle ersetzt werden, um kürzere Zykluszeiten und eine optimale Einbindung in die Steuerung zu erreichen. Die getrennte Auswertung der Messsignale an beiden Seiten (links, rechts) der Messwalzen in Verbindung mit einer hohen Wiederholgenauigkeit wird genutzt, um die Prozesssicherheit zu erhöhen.

Ziele / Lösungen
Wegen des angepeilten, sehr breiten Messbereichs fiel die Auswahl zunächst auf Kraftmesslager der LMGZ-Baureihe mit der Baugrösse 313. Dies bedingte aber grosse konstruktive Änderungen an der Anlage. Die Konstruktionsprinzipien beim Einsatz von Untersetzblöcken mit Stehlagergehäusen zu einer Lösung mit Kraftmesslagern sind zu gravierend und in diesem Falle unverhältnismässig. Auch hätte zum Schutz der Kraftmesslager Sperrluft eingesetzt werden müssen. Um die engen Spezifikationen einzuhalten entwickelte FMS kundenspezifische Messblöcke basierend auf der SMGZ-Baureihe. Grösster Unterschied zum Standard ist der von 0.5 auf 0.3% reduzierte Gesamtfehler. Die hermetisch dichte Ausführung mit der Schutzklasse IP67 ist optimal für 4 der 5 Messstellen geeignet. Bei der 5. Messstelle wurden Kraftmesslager der LMGZ307-Baureihe eingesetzt. Zur Datenauswertung empfiehlt sich die Verwendung der neuesten zweikanaligen Profinet-Messverstärker (EMGZ492.PNET). Die präzise Auswertung des Bandzuges an beiden Seiten der Messwalzen hilft dem Kunden den Walzprozess optimal zu regeln.

Ergebnis 
Bei ersten Messungen während der Produktion konnte Aurubis die Prognosen zur Messgenauigkeit und des Messbereiches? bestätigen. Die Ziele des Kunden sind mit dem neuen Messaufbau und der Datenverarbeitungen erreicht.

Die einsetzbaren Kraftmessblöcke
Kraftmessblöcke von FMS sind für den Einsatz mit Standard-Stehlagern konzipiert. Die Konstruktion und die Montage mit nur wenigen Schrauben erlauben einen einfachen und schnellen Einbau. Die Kraftmessblöcke zeichnen sich durch Langlebigkeit, Genauigkeit und Zuverlässigkeit aus. Auch kleine Bandzugwerte von nur 5% der Nennkraft können noch mit hoher Genauigkeit gemessen werden. Je nach Anforderungen, bietet FMS unterschiedliche Ausführungen für diverse Anwendungen an. Die Kombination aus hermetisch abgedichteter Messtechnik, dem Gehäuse aus rostfreiem Stahl und der hohen Überlastsicherheit machen aus den SMGZ und PMGZ Kraftmessblöcken die ideale Lösung für Anwendungen in chemisch aggressiven Umgebungen, wie sie in Stahl- und Papierwerken anzutreffen sind. Ohne einen besonderen Schutz gegen Verschmutzung stellen die UMGZ Messblöcke eine kostengünstige Alternative dar. Bei Anwendungen, ohne spezielle Umgebungsbedingungen, wie Feuchtigkeit oder Umgebungstemperatur, sind sie die erste Wahl. Mit dem UMGZ.P Messblock bietet FMS zudem einen direkten Ersatz zum nicht mehr lieferbaren Messblock PR 9951von Philips.

Funktionsbeschreibung
Auf die Kraftmessblöcke werden Standard-Stehlager montiert. Damit vereinen sich Kraftaufnehmer und Lagerstelle. Durch diesen Aufbau wird ein einfacher Lager- und Walzenwechsel gewährleistet. Abhängig vom Typ des Messblocks, der Einbausituation, des Walzengewichtes und des Umschlingungswinkels der Materialbahn, können Kunden zwischen einer horizontalen oder vertikalen Version wählen. Dies gewährleistet in allen Fällen die optimale Messung der resultierenden Kraft. Die Kraftmessblöcke garantieren selbst bei kleinen Umschlingungswinkeln und schweren Walzen eine präzise und genaue Messung des Bahnzuges. Das Bohrbild zur Befestigung der Stehlager auf dem Messblock kann in vielen Fällen individuell nach den eigenen Bedürfnissen gewählt werden. Für eine lange Lebensdauer und beste Messergebnisse empfehlen wir die Kombination von Messblöcken und digitalen Messverstärkern.

Produkteigenschaften

• Dauerhaft korrosionsbeständig:
  IP 67, Inertgasatmosphäre, resistent gegen aggressive Medien, Messkörper aus Edelstahl
   
• Für schwere Walzen und hohe Geschwindigkeiten:
  Hohe Steifigkeit und robuste Konstruktion, Überlastbarkeit bis 10-fache Nennkraft
   
• Präzise Messergebnisse:
  In Kombination mit digitalen Messverstärkern von FMS
   
• Nennkräfte für jede Anwendung:
  Von 1 bis 100 kN
   
• Direkter Austausch von bestehenden Messblöcken:
  Bohrbilder sind mit kundenspezifischen Massen erhältlich