Nick Coombes spricht mit Gavin Rittmeyer, Vice President von Martin Automatic Inc über die Lösungen des Unternehmens für dieses immerwährende Problem
NC: Was sind die grundlegenden Faktoren, die dieses Problem verursachen?
GR: Druckereien und Verarbeiter wissen, dass die Kontrolle der Bahnspannung für die Qualität des Endprodukts von entscheidender Bedeutung ist. Probleme mit der Bahnspannung können durch verschiedene Probleme mit der abzuwickelnden Rolle entstehen. Dazu gehören die Verlangsamung, der Vorgang des Klebens und die Beschleunigung einer neuen Rolle. Unrunde oder unausgewogene Rollen verursachen ebenfalls Spannungsstörungen, selbst bei gleichmäßigem Abwickeln.
Wie kann diesen Problemen begegnet werden?
Die Maschinenkonstrukteure müssen die Eigenschaften der Bahn, das Gewicht der Rolle, die Masse des Systems und die Möglichkeiten der nachgeschalteten Geräte – häufig, aber nicht immer, eine Druckmaschine – berücksichtigen. Sie müssen auch die Anforderungen an die eingestellte Spannung und die Spannungsregelung des Prozesses berücksichtigen, was auch immer das ist. Dies kann mit einem Transducer- oder Tänzersystem erfolgen.
Wie funktioniert das Aufnehmersystem?
Ein Aufnehmer- oder Wägezellensystem beruht in der Regel auf dem Prinzip des »Erkennens und Korrigierens«. Es verwendet eine spannungserfassende Vorrichtung, wie z.B. eine Aufnehmerwalze, und versucht durch ein entsprechendes Kontrollsystem, die Leistung des Sensors konstant zu halten. Diese Art von System hat keinen »Speicher«, und seine Reaktionszeit begrenzt seine Fähigkeit, sich an schnelle Änderungen anzupassen, so dass Spannungsschwankungen an den Prozess weitergegeben werden.
Und das Tänzersystem?
Dies ist die von uns bevorzugte Methode, bei der der Tänzer das Prinzip der Trägheitskompensation anwendet, das Spannungsschwankungen effektiv absorbiert und eine konstante Bahnspannung an den Prozess weitergibt. Diese Methode beruht auf dem Prinzip »Aufbauen und Halten«. Die Spannung wird durch den Tänzer aufgebaut, und eine streng proportionale Rückkopplung von seinem Weg wird verwendet, um den Tänzer innerhalb seines Hubs zu halten. Der Trägheitsausgleich wird durch die Konstruktion der Systemkomponenten erreicht, um die translatorischen (Auf- und Abwärtsbewegung des Tänzers) und rotatorischen (Drehbewegung des Tänzers) Trägheiten auszugleichen. Im Gegensatz zu einem typischen Kraftmessdosen- oder Messwertaufnehmersystem werden Spannungsstörungen also tatsächlich »absorbiert«, anstatt sie an den Prozess weiterzugeben. Das Ergebnis ist eine konstante Bahnspannung.
Das klingt nach einem einfachen physikalischen Prinzip?
Das ist es auch, und es ist typisch für den technischen Ansatz von Martin Automatic, dass wir nie versuchen, etwas zu verkomplizieren, was einfach mit Hilfe grundlegender Prinzipien erreicht werden kann. Im Laufe der Jahre haben wir trägheitskompensierte Zugspannungsregelungen in der Beschichtungs-, Druck- und Converting-Industrie eingeführt und in jedem Fall einen wichtigen technischen Beitrag geleistet. Das Konzept ist nach wie vor das einfachste und genaueste Mittel, um eine konstante Spannung zu erzielen. Auf dem Markt wird das Prinzip für Zugspannungsregelungssysteme am Ein- und Auslauf sowie für Martins umfangreiches Sortiment an Abwickel- und Spleißsystemen verwendet.
Was macht es so besonders?
Die Trägheitskompensation kann für jede Bahn und praktisch alle Anwendungen eingesetzt werden. Sie ist besonders vorteilhaft bei Prozessen, bei denen Substrate mit geringerer Zugfestigkeit verwendet werden, wie z.B. Vliesstoffe und dehnbare Folien, bei denen ein trägheitskompensierter Tänzer Spannungsspitzen absorbiert, die andernfalls zu einer Einschnürung oder dauerhaften Verformung der Bahn führen könnten. In diesen Fällen können die Kunden die Spannung leicht auf eine Gesamtabweichung von +/– 0,25 Pfund (1,1 Newton) steuern, ohne dass eine komplexe Steuerlogik erforderlich ist.
Was beinhaltet die Martin-Lösung?
Ein Martin-Splicer mit Nullgeschwindigkeit beinhaltet einen Festoon-Akkumulator, der nicht nur die Bahn während des Splice-Zyklus mit voller Geschwindigkeit in den Prozess einspeist, sondern auch eine Trägheitskompensation nutzt, um Spannungsschwankungen zu absorbieren. Bei der Zusammenstellung der Spleißer-Spezifikationen können die Martin-Ingenieure aus mehreren Standard-Festoon-Konfigurationen mit unterschiedlichen Bahnspeicher- und Beschleunigungsprofilen wählen. Abhängig von der Anwendung beinhalten einige Akkumulatoren einen separaten trägheitskompensierten Tänzer, um die Einlaufqualität des Prozesses zu kontrollieren.
Muss diese Technologie Teil der OEM-Installation sein?
Nein, muss sie nicht! Und das ist ein wichtiger Faktor, denn Martin Festoon- und Tänzersysteme lassen sich einfach und kostengünstig nachrüsten und bieten die Möglichkeit, die Geschwindigkeit bestehender Prozesse zu erhöhen und das Bahnhandling bei leichteren oder dünneren Materialien zu verbessern. Wieder einmal haben wir durch die Anwendung einfacher physikalischer Prinzipien gezeigt, wie man die Produktivität steigern und wirtschaftlich erfolgreicher werden kann. (Grafik: Martin Automatic)
