Der Entrinder kommt meistens im Auftrag von Sägewerken zum Einsatz, die auf ihrem Werksgelände keine Entrindungsanlage fest installiert haben. (Bild: Murrelektronik)
Ein feldbusbasiertes Installationskonzept im Wald? Was zunächst nach einem Witz klingt, hat einen pragmatischen Hintergrund: Das Konzept erleichtert den Bedienern einer Entrindungsanlage die Arbeit – keine aufwendige Verdrahtung von Hand mehr, keine langwierige Fehlersuche mitten im Wald.
Robustheit ist in wenigen Industriezweigen so gefragt wie in der Forstwirtschaft. Die mobile Entrindungsanlage, die an verschiedenen Orten in den ausgedehnten Waldgebieten der Region Oberschwaben zum Einsatz kommt, ist dementsprechend gebaut. Um sie zu betreiben, nehmen zwei Mitarbeiter von Halder in Bedienkabinen auf dem vom Vierachser zum Dreiachser mit Anhänger umgebauten Lkw der Firma MAN Platz. Geschickt manövrieren sie lange und schwere Baumstämme auf das Gefährt. In kurzer Zeit befreit die Maschine diese von der Rinde und legt sie auf der anderen Seite des Waldweges wieder ab.
Regulierbare Wurfweite
„Unsere mobile Entrindungsmaschine ist seit 1996 im Einsatz“, sagt Berthold Halder, der Firmenchef mit einem Faible für den Maschinenbau. Etwa 1200 Stunden ist die Anlage pro Jahr im Einsatz, mal mehr, mal weniger. „Insgesamt hat der Maschine fast 38.000 Stunden gearbeitet.“ Meistens kommt der Entrinder im Auftrag von Sägewerken zum Einsatz, die auf ihrem Werksgelände keine Entrindungsanlage fest installiert haben. Oft ist die mobile Anlage auch dann gefragt, wenn die Stämme schnell trocknen sollen. Und das geht ohne Rinde einfach in kürzerer Zeit. „In einer Dreiviertelstunde schaffen wir rund 100 Festmeter“, unterstreicht Halder. Das ist ein beeindruckender Polter.
Ein einziger Motor mit fast 500 PS dient dem Fahrantrieb, außerdem treibt er während des Betriebs die elf Hydraulikpumpen der Entrindungsmaschine an. Die Messer, mit denen die Stämme entrindet werden, sind auf einer rotierenden Trommel angebracht und hydraulisch gefedert. Die Rotorscheibe wird von einem leistungsstarken Hydraulikmotor angetrieben. Vorschubwalzen befördern die Stämme durch die Maschinen. Eine Rindenschleuder, die variabel ausgerichtet werden kann, befördert die abgelöste Rinde an den dafür vorgesehenen Platz am Wegesrand. Bei allen drei beweglichen Teilen kann die Geschwindigkeit eingestellt werden. Bei der Rindenschleuder wird damit beispielsweise die Wurfweite reguliert. Um die Betriebszustände der Aktoren zu überwachen, sind in der Maschine zahlreiche Sensoren angebracht. Beispiele dafür sind induktive Näherungsschalter an den Stützen, mit denen vor der Straßenfahrt der Maschine sichergestellt wird, dass diese auch eingefahren sind.
Die mobile Entrindungsanlage in Aktion. In einer Dreiviertelstunde schafft sie 100 Festmeter. Foto: Murrelektronik
Dank Vollverguss zuverlässig dicht
In Summe ergeben sich zahlreiche I/O-Punkte in der Maschine. „Rund zwei Drittel sind Aktoren und ein Drittel Sensoren“, erklärt Berthold Halder. Als er den Entrinder vor über zwei Jahrzehnten zum ersten Mal verdrahtete, geschah dies noch in herkömmlicher Einzeladerverdrahtung. Alois Öhler, der die Firma Halder als ausgewiesener Fachmann für Steuerungstechnik bei der Firma R&Ö konzeptionell unterstützt, erinnert sich: „Das war ganz schön mühevoll, da sind verwinkelte Leitungen von bis zu 20 Metern zustande gekommen.“ Im Laufe der Jahre wurde die Installation immer wieder vereinfacht, teilweise mit ersten Feldbuskomponenten. Als nun ein großer Retrofit anstand, war für Halder klar: Dieses Mal muss eine durchgängige Feldbuslösung auf Profibus-Basis her.
Öhler ergänzt: „Wir haben für unseren speziellen Einsatz und aufgrund unserer langjährigen Erfahrungen ganz gezielt nach den passenden Komponenten gesucht.“ Gemeinsam entschieden sie sich dafür, MVK-Metall-Feldbusmodule von Murrelektronik einzusetzen. Ein Argument dafür: Die äußere Robustheit der Komponenten. „Die MVK-Metall-Module sind durch den Vollverguss und das Metallgehäuse einfach zuverlässig dicht“, meint Elektrokonstrukteur Alois Öhler. Die Anbringung auf Gummipuffern fängt die wildesten Erschütterungen ab. Auch bei ungemütlichem Wetter und selbst bei Kälte arbeiten die Module – offizieller Temperaturbereich von -25 bis +55 °C – ohne Ausfall.
Lösung mit nur wenigen Modulen
In der Umbauphase war die Multifunktionalität der Steckplätze von MVK Metall ein wesentlicher Vorteil. „Das hat uns Flexibilität verliehen, wir konnten die einzelnen Steckplätze je nach Bedarf als Eingang oder als Ausgang parametrieren und nutzen“, erklärt Alois Öhler. Unterm Strich ließ sich die gesamte Feldbuslösung deshalb auch mit vergleichsweise wenigen Modulen verwirklichen. Wenn doch einmal ein Steckplatz ungenutzt verbleibt, wird er mit einem akkurat passenden Blindstopfen zuverlässig abgedichtet.
Das kommt aber selten vor, die meisten Steckplätze werden sogar doppelt genutzt. Zum Beispiel mit Doppelventilsteckern, über die die Pumpen der Hydraulik wirtschaftlich angesteuert werden. Bei den steckbaren M12-Anschlussleitungen ist der integrierte Sechskant ein Vorteil, sagt Öhler, „wir können sie mit dem Drehmomentschlüssel akkurat festziehen und im Reparaturfall auch schnell wieder lösen.“ Ein Vorteil der Feldbuslösung mit MVK Metall besteht darin, dass die Maschinenbediener eine Vielzahl von Aufgaben vor Ort selbst erledigen können. „Wenn ein Feldbusmodul im ungünstigsten Fall mal nicht funktioniert, können sie einfach ein Ersatzmodul nehmen, die richtigen Adressen einstellen und es gegen das defekte Modul austauschen“, erläutert Berthold Halder. Die automatische Topologie-Erkennung besorgt den Rest. So lässt sich vermeiden, dass mitten im Wald aufwendig nach Fehlern gesucht oder ein Einsatz gar abgebrochen werden muss. Allerdings ist dies ohnehin eine eher theoretische Betrachtung: Bisher gab es nur einen Ausfall – durch unsachgemäße Benutzung.
Vorschubwalzen befördern die Stämme durch die Maschine. Foto: Murrelektronik
Rüttelsichere Verbindung im Wald
In den Bedienkabinen des Fahrzeuges sowie in einigen kleineren dezentralen Schaltkästen der mobilen Entrindungsanlage ist die Feldbusstation Cube20S von Murrelektronik eingebaut. „Wir haben in diesen Kabinen einfach unheimlich wenig Platz, da kommt es sehr darauf an, sehr kleine und kompakte Komponenten mit einer hohen Packungsdichte einzubauen“, betont Berthold Halder. „Die Module sind dort natürlich einer Menge Fahrzeugvibrationen und Stößen ausgesetzt.“
Das sei jedoch kein Problem, so sein Mitstreiter Alois Öhler: „Da die Drähte an rüttelsichere Federkraftklemmen angeschlossen werden, haben wir sichere Verbindungen.“ Positiv ist aus seiner Sicht außerdem, dass die Klemmen sehr gut zugänglich sind. Wichtig für die Feldbuslösung ist, dass sie dauerhaft mit Spannung versorgt wird. Knifflig ist deshalb stets der Moment, wenn der Motor angelassen wird, die Lichtmaschine viel Energie zieht. „Da kann die Spannung schon kurzzeitig unterbrochen sein, im ungünstigen Fall auch mal für ein paar Sekunden“, verrät Halder. Abhilfe schafft das Puffermodul MB Cap von Murrelektronik, mit dem die 24-V-Versorgung der Steuerung und des Feldbussystems abgesichert ist. Unterm Strich ist Halder mit den Produkten von Murrelektronik sehr zufrieden. „Für uns ist wichtig, dass die Maschine läuft, wir nicht bei Regen im Wald stehen und nach Fehlern suchen“, sagt der Maschinenbauer. Und die Komponenten von Murrelektronik tragen dazu im nicht unerheblichen Maße bei.
Autor Alexander Hornauer, Murrelektronik
Das bleibt hängen: Feldbuslösung nach Retrofit
- Das Forstwirtschaftsunternehmen Halder hat seine mobile Entrindungsanlage bei einem Retrofit mit einer modernen und durchgängigen Profibus-Feldbuslösung ausgestattet und dazu die robusten und zuverlässig dichten MVK-Metall-Feldbusmodule von Murrelektronik gewählt.
- Dank der Multifunktionalität der Steckplätze konnten die Forstwirte die gesamte Feldbuslösung mit vergleichsweise wenigen Modulen umsetzen.
- Die meisten Steckplätze werden doppelt genutzt, zum Beispiel mit Doppelsteckventilen, über die die Pumpen der Hydraulik wirtschaftlich angesteuert werden. Bei den steckbaren M12-Anschlussleitungen ist der integrierte Sechskant ein Vorteil, da er sich mit dem Drehmomentschlüssel akkurat festziehen und im Reparaturfall auch schnell wieder lösen lässt.
- Die Maschinenbediener können im ungünstigsten Fall ein nicht funktionierendes Modul gegen ein Ersatzmodul austauschen. Dank der automatischen Topologie-Erkennung brauchen sie nicht mehr aufwendig im Wald nach Fehlern suchen oder müssen gar ihren Einsatz abbrechen.