Mit seinem Gerät Quantum misst Inoex die Wanddicke von Rohren auf Basis der Terahertz-Technologie. Die exakte Bewegung der Sensoren ermöglicht eine Ringschiene von HepcoMotion. Durch die V-Geometrie läuft das System genau, ruhig und leichtgängig.
Der Autor Markus Strehlitz, freier Journalist, Mannheim
Seit 30 Jahren entwickelt, produziert und vertreibt Inoex Mess-, Regel- und Verfahrenstechnik für die Kunststoff- und Rohrextrusion. Die Technologie, die das Unternehmen mittlerweile verwendet, um die Wanddicken von Glatt-, Well- und Schaumrohren zu messen, wird allerdings noch nicht seit so langer Zeit eingesetzt. Erst seit ein paar Jahren ist es möglich, Terahertz-Strahlung für industrielle Messanwendungen wirtschaftlich sinnvoll zu nutzen. „Terahertz ist sehr kompliziert und nur mit einem hohen elektronischen Aufwand zu erzeugen“, erklärt Arno Neumeister, Produktmanager für den Bereich Automation bei Inoex.
Bei der Technik wird mit Wellenlängen im Bereich zwischen Mikrowellen und Infrarotstrahlung gearbeitet. Wanddicken lassen sich damit zerstörungsfrei messen. Dazu werden Terahertz-Strahlen zum Rohr geschickt, wo sie sowohl von der Innen- als auch von der Außenwand reflektiert werden. Die beiden Echos werden gemessen und aus der Zeitdifferenz lässt sich dann die räumliche Distanz – als die Dicke der Wand – berechnen.
Kein Koppelmedium notwendig
Gegenüber herkömmlichen Verfahren wie zum Beispiel Ultraschall bietet Terahertz laut Neumeister eine ganze Reihe von Vorteilen. Dazu zählt unter anderem, dass die Technologie sichere Messergebnisse liefert, gesundheitlich unbedenklich ist, kein Koppelmedium wie etwa Wasser benötigt und eine Kalibrierung nicht notwendig ist.
Inoex hat daher ein Produkt mit dem Namen Quantum entwickelt, um die Möglichkeiten von Terahertz auszuschöpfen. Das Gerät wird inline integriert und hinter den Extruder installiert. Bei Glattrohranwendungen kommen reversierende Sensoren zum Einsatz. So liefert das System Messwerte über die vollen 360 Grad des Rohrumfangs.
Entscheidend für den Messerfolg ist die Präzision. Denn die Zeitunterschiede, die erfasst werden, liegen im Piko-Sekundenbereich. „Wenn sich das System nicht präzise bewegt und exakt platziert ist, dann können wir mit den Ergebnissen nichts anfangen“, erläutert Neumeister.
Eine wichtige Rolle spielt somit das Schienensystem, auf dem die Sensoren geführt werden. „Das ist die Basis für ein genaues Messen“, so Neumeister, „alle Toleranzen, die man im Schienensystem hat, machen sich auch später im Messergebnis bemerkbar.“
In der Quantum-Lösung von Inoex ist der Terahertz-Sensor auf einem Ringsystem von HepcoMotion befestigt. Nach Meinung von Neumeister verfügt HepcoMotion über viel Erfahrung in der linearen Bewegungstechnik. Und dies war der Grund für Inoex, auf die Technik dieses Anbieters zu setzen. „Wir wollten keine Lösung mit großen Aufwand selbst entwickeln“, sagt Neumeister, „sondern die Erfahrung von HepcoMotion nutzen, um ein sauberes mechanisches System aufzubauen.“
Besonders für Kurven geeignet
Die Wahl fiel auf das System PRT2 von HepcoMotion, das viele Ringvarianten und Durchmesser bietet. Zum Einsatz kommt ein Ring mit innenliegender, geschliffener und gehärteter V-Lauffläche und außenliegender Verzahnung. Der Ring wird durch die innenliegenden, exzentrischen V-Nut-Lager exakt eingestellt.
„Durch diese besondere Geometrie sind unsere Systeme hervorragend dazu geeignet, um Kurven zu fahren“, meint Alexander Slubik, Beratungsingenieur bei HepcoMotion. „Dank des V-Prinzips können wir alle möglichen zweidimensionalen Konturen abfahren. Und dies völlig spielfrei.“
Nach Meinung von Inoex-Mann Neumeister hat sich der Einsatz der Technik von HepcoMotion bewährt. „Das Ringsystem bietet genau das, was wir brauchen“, sagt der Produktmanager, „es läuft ruhig, ist leichtgängig und es führt den Sensor sehr präzise.“
Wichtig ist die Zuverlässigkeit der Technologie. Denn Quantum misst im Dauerbetrieb – 24 Stunden, sieben Tage die Woche und an 365 Tagen im Jahr. „Das System muss also über einen langen Zeitraum hinweg zuverlässig laufen“, erklärt Neumeister „dabei dürfen keine großen Abweichungen in den Messergebnissen auftreten.“
Daneben sei PRT2 sehr wartungsarm, wie Slubik erklärt. „In der Anwendung bei Quantum ist es geschmiert. Es wäre aber auch möglich, das System trocken laufen zu lassen.“ Und er berichtet noch von weiteren Vorteilen. So würde das Ringsystem kaum verschmutzen. „Wir haben in der Rolle unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten“, erläutert der Experte. „Wenn sich Schmutz ablagert, schiebt die Rolle diesen einfach ab.“
Letztlich sei auch der Aufwand für die Installation eher gering. Da zentrische und exzentrische Lager verwendet werden, ließe sich das System sehr einfach montieren, so Slubik.
Die Ringführung liefert somit ihren Beitrag, um Quantum zu einem präzise arbeitenden System zu machen. Laut Neumeister liegt die Messgenauigkeit derzeit bei 50 µm. „Wir werden sicherlich irgendwann auch in Größenordnungen von 5 µm vorstoßen“, so Neumeister. „Doch eine solche Genauigkeit benötigen die Rohrhersteller eigentlich gar nicht.“
Deren Interesse an Quantum ist auf jeden Fall sehr groß. „Wir haben Anfragen ohne Ende“, berichtet Neumeister. Zur Zeit ist das Gerät bei vier Pilotkunden im Einsatz. Schließlich bringe die Technologie zählbaren Nutzen. Da die Wände exakt gemessen werden, liefern die Hersteller keine zu dicken Rohre und somit zu viel Material an ihre Kunden aus. „Mit einem Quantum-Gerät lassen sich zwischen 2,5 und 4 Prozent Material einsparen“, rechnet Neumeister vor. „Wenn man davon ausgeht, dass ein Extruder stündlich 1000 kg schafft, dann sind das 40 kg pro Stunde.“ I
Halle 16, Stand G15
Info & Kontakt
HepcoMotion
Tel.: 09128 9271-0
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