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Mit Raumfahrttechnologie

Die Ausrichtung von Walzen und Zylindern hat einen größeren Einfluss auf die Qualität des Endprodukts und sogar die gesamte Fertigungsstraße als oftmals vermutet. VTT Technical Research Centre of Finland Ltd, das führende Forschungs- und Technologieunternehmen Skandinaviens, testete eine gyroskop-basierte Technologie, die hauptsächlich für die Ausrichtung von Walzen in der Zellstoff- und Papier-, Verarbeitungs-, Druck- und Stahlindustrie verwendet wird.

Zylinder und Walzen werden üblicherweise mit optischen Messgeräten und in der einfachsten Form mit Wasserwaagen und Maßbändern ausgerichtet. Das Problem bei dieser einfachen Methode besteht in der Ungenauigkeit und mangelnden Zuverlässigkeit der Messung. Auch optische Messungen unterliegen eigenen inhärenten Beschränkungen: Oftmals wird Sichtkontakt benötigt und Störfaktoren wie Wärmestrahlung oder externe Schwingungen können die Qualität der Messung beeinträchtigen. Darüber hinaus ist die Ausrichtungsmessung einer kompletten Anlagenstraße zeitaufwendig und kann bei kurzen Unterbrechungszeiten sogar unmöglich sein.

Messen mit Paralign

Das von dem deutschen Hersteller Prüftechnik entwickelte und 2005 patentierte Verfahren basiert auf Ringlaser-Gyroskopen, die nach dem Gyroskop-Prinzip jede Winkeländerung in drei rechtwinkligen Richtungen messen. Das Gerät verzichtet auf rotierende Komponenten. Die Winkelmessung der X-, Y- und Z-Achsen erfolgt mit Hilfe von Ringlasern. Das Gerät erkennt seine eigene Position im Raum in jedem einzelnen Augenblick. Die gleiche Gyroskop-Technologie wird für die Navigation von Raumfähren und Raketen verwendet. Die Auflösung des Laser-Gyroskops beträgt 0,004 mm/m und die Messgenauigkeit für die Zylinderausrichtung 0,05 mm/m.

Je besser und genauer die Ausrichtungsinformationen desto wahrscheinlicher ist eine erfolgreiche Ausrichtung.

Schnell und präzise

Eine Paraligne-Messung wird von zwei Technikern vorgenommen. Ein Techniker führt das Paralign über die Oberfläche der Walze (Abbildung 2) und der zweite Techniker verfolgt die Messung in Echtzeit auf dem Computer. Während des Schwenks (mindestens ein Winkel von 20 Grad) erfasst das Gerät hunderte Messpunkte auf der Oberfläche der Walze und das Programm berechnet die Winkelposition der Rotationsachse der Walze.

Die Messung einer Walze nimmt nur wenige Minuten in Anspruch. Nach der Messung der gewünschten Elemente können die Messergebnisse in einer einzigen Ansicht (Abbildung 6) direkt auf dem Computerbildschirm angezeigt werden. Paralign ermöglicht neben vielen anderen Vorteilen schnelle und jederzeit zuverlässige Messungen, sodass Sie Dutzende Walzen an nur
einem Unterbrechungstag messen können. Solange das Messelement in Reichweite ist, unterliegt die Messung keinen physischen Beschränkungen.

Die Gyroskop-Messmethode wird bereits erfolgreich bei Papier- und Druckmaschinen sowie in der Stahlindustrie und überall dort, wo Walzen und Zylinder zum Einsatz kommen, angewendet. In den vergangenen Jahren wurden weltweit Hunderte Gyroskop-Ausrichtungen durchgeführt.

Testmessung einer
Entfeuchtungsanlage

Die VTT Group nutzt ihre Forschung und Kenntnisse, um ihren Kunden und Partnern im öffentlichen und privaten Sektor im In- und Ausland fachgerechte Dienstleistungen zu bieten. An einem Pilotmodell einer Entfeuchtungsanlage wurde eine Testmessung vorgenommen. Der mit vier Zylindern dampfbeheizte Entfeuchter wird in der Papier- und Pappeherstellung zur Trocknung der mit einer Pilot-Papieranlage mit Testeinstellungen an verschiedenen Kundenstandorten hergestellten Rollen eingesetzt. Die größte Spurbreite beträgt 600 mm, der größte Durchmesser der Walze 1200 mm und die Drehzahl 10 – 70 U/min. 21 Walzen und 4 Zylinder wurden gemessen. Die Vorbereitungen nahmen eine Stunde und die Messungen zwei Stunden in Anspruch. Die Messergebnisse stellen sich wie folgt dar: Der grüne Kreis bezeichnet den Standort des Maschinenführers neben der Walze oder dem Zylinder und der rote Kreis die der Anlage zugewandte Seite. Je mehr rot zu sehen ist, desto stärker ist der Ausrichtungsfehler zwischen der gemessenen Walze und der gewählten Referenzwalze (Walze 3 in Abbildung 6). Die Führungswalzen sind in dem Bericht deutlich sichtbar. Beide Walzen wurden zweimal in der äußersten Position gemessen. Gemäß Tabelle 1 wurden die größten Ausrichtungsfehler bei den folgenden Walzen festgestellt. ■


Abb. 1: Eine Entfeuchtungsanlage