Holz hat als Bau- und Werkstoff eine jahrtausendealte Tradition. Auch heute noch übersteigt die Holzproduktion diejenigen von Stahl oder Beton. Die Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig: Neben dem Einsatz als Rohstoff für die Papierproduktion wird Holz auch als Baumaterial für den Hochbau und als Ausstattungsmaterial im Gebäudeausbau und für den Möbelbau verwendet.
Hochleistungs-Hobelanlagen
Die österreichische Binderholz GmbH ist ein europaweit führendes Unternehmen für Massivholzprodukte und innovative Baulösungen. Am Standort Fügen produziert Binderholz unter anderem Lamellen für Leimbinder und Profilbretter sowie Fußbodendielen. Die sägerauen Massivholzteile werden auf einer Hobelmaschine geglättet, abgerichtet und ggf. profiliert. Die etwa 12m lange Mehrseiten-Hobelmaschine hat insgesamt elf Spindeln, die das Werkstück in einem Durchlauf von allen Seiten bearbeiten kann. Das Holz bewegt sich dabei mit einer Geschwindigkeit von bis zu 3,4m pro Sekunde durch die Hobellinie. So genannte Einführungslineale und Druckschuhe, die pneumatisch verstellt werden, pressen die Holzteile gegen die Spindeln. „Aufgrund der hohen Geschwindigkeiten ist die korrekte Einstellung des Anpressdrucks sehr wichtig“, sagt der Elektro-Betriebstechniker, der bei Binderholz für die Ausrüstung der Hobellinien zuständig ist. Ist der Druck zu hoch, überhitzen die Lineale durch die große Reibung, was im schlimmsten Fall zu einem Brand führen kann.
Temperaturüberwachung an der Hobellinie
Um die Brandgefahr durch heiße Maschinenteile zu bannen, setzt Binderholz auf eine Temperaturüberwachung in der Hobellinie. Eine Temperaturmessung mit herkömmlichen Messfühlern war in der Anlage nicht realisierbar, da der Verkabelungsaufwand schlicht zu groß gewesen wäre, da an sehr vielen Stellen die Temperaturen gemessen werden sollte. Hinzu kommt, dass die Kabel vor Beschädigungen etwa durch Späne hätten geschützt werden müssen. Die Lösung brachte der Einsatz von Infrarotkameras des Herstellers Optris. Zum Einsatz kommen die Kameramodelle PI 400 und PI 640. Die Kameras vom Typ PI 400 haben eine Auflösung von 382×288 Pixel; bei der PI 640 sind es sogar 640×480 Pixel. Für jeden Bildpunkt messen die Infrarotkameras einen eigenen Temperaturwert – und das mit bis zu 125 Hertz.
Insgesamt sind bei Binderholz an zwei Hobellinien elf Infrarotkameras installiert. Diese haben alle kritischen Komponenten der Hobelmaschinen im Blick, die bei zu hohen Temperaturen Schaden nehmen oder im schlimmsten Fall einen Brand verursachen könnten. Neben den bereits oben genannten Linealen, die bei zu großem Druck durch die Reibung überhitzen können, zählen dazu auch Teile der Antriebstechnik, wie Getriebe, Motoren und Antriebswellen. Die Software der Kameras hat eine für den Brandschutz besonders wichtige Funktionalität: Die Temperatur des heißesten Punktes innerhalb des Bildes – der so genannte Hotspot – kann angezeigt und ausgewertet werden. In der Software lassen sich Schwellwerte für die Temperatur festlegen, bei denen bestimmte Aktionen ausgelöst werden. Für den Brandschutz gibt es zwei Alarmierungsstufen: Bei einer Temperatur von 120°C wird ein Voralarm ausgelöst, der durch eine Rundum-Meldeleuchte signalisiert wird. Der Maschinenbediener wird so alarmiert und kann die Situation überprüfen. Besonders hilfreich ist dabei das Bild der Infrarotkamera, auf dem die heißeste Stelle markiert ist. Wird eine Temperatur von 130°C überschritten, löst das System den Hauptalarm aus und die Hobelmaschine wird gestoppt. Die Temperaturschwellen können vom Bedienstand der Hobellinie aus in der Visualisierung verändert werden. Je nach Produkt und Holzart sind hier verschiedene Schwellwerte notwendig. Bisher konnten mit dem System schon mehrmals Überhitzungen detektiert werden. Werden solche Schäden frühzeitig erkannt, kann die Instandhaltung die entsprechenden Teile austauschen, bevor es zum Schaden kommt. Ein Ausfall mit längerem Produktionsstillstand wird so vermieden, und im Ergebnis erhöht sich die Verfügbarkeit der gesamten Anlage.
Infrarotüberwachung bietet weitere Möglichkeiten
Die Überwachung von Temperaturen an den Hobellinien bietet aber noch mehr Möglichkeiten, die weit über den präventiven Brandschutz hinausgehen. So lässt sich die Temperatur der Holzoberfläche ebenfalls auswerten. Je nach Anpressdruck der Anschlaglineale kann sich die Holzoberfläche ebenfalls beträchtlich erwärmen. Neben der Brandgefahr können, wenn die Temperaturen zu hoch sind, Verfärbungen oder sogar Brandspuren die Qualität der Oberfläche beeinträchtigen. Direkt nach der Hobellinie gibt es eine Qualitätskontrolle, aber bis die Verfärbungen dort bemerkt werden, sind schon viele weitere Bretter gehobelt worden. Um solche Qualitätseinbußen zu verhindern, können ebenfalls die Infrarotkameras von Optris verwendet werden. Diese überwachen die Oberflächentemperatur des Werkstücks und sichern dadurch die Qualität des Endproduktes. Mit der Temperaturüberwachung der Holzoberfläche durch die Infrarotkameras direkt in der Maschine lässt sich die Ausschuss-Menge reduzieren.
