Heavy-Duty-Drehgeber: Robust, schnell und zuverlässig

Heavy-Duty-Drehgeber: Wie anspruchsvoll die Papierherstellung ist, lässt schon die schiere Größe der Fertigungsanlagen erahnen. Die haushohen Maschinen haben die Breite einer zweispurigen Landstraße und sind bis zu 200 Meter lang. Mindestens ebenso beeindruckend ist der Durchsatz der Maschinen: Bis zu 120 Kilometer Papierbahn laufen pro Stunde durch eine Anlage, die im Schnitt zu 95 Prozent ausgelastet ist. Man kann sich also unschwer vorstellen, welche Konsequenzen ein Fehler in der Maschine bei diesen riesigen Produktionsmengen hätte.

Papierherstellung: Wo der Heavy-Duty-Drehgeber gebraucht wird

Es gibt unzählige Typen von Papiermaschinen, die jeweils unterschiedliche Produkte herstellen können – Schätzungen gehen von rund 3.000 verschiedenen Papiersorten weltweit aus. Um sie zu produzieren, sind viele einzelne Schritte nötig. Vor der eigentlichen Papierherstellung steht allerdings die sogenannte Stoffaufbereitung: Hier wird das Holz chemisch oder mechanisch „aufgeschlossen“. Mechanisch aufgeschlossene Fasern werden für die Produktion von Papier für Zeitungen, Zeitschriften und Bücher verwendet. Chemisch aufgeschlossene Fasern zum Beispiel für die Herstellung von Industriepapier, Kopierpapier, Hygienepapier und Briefumschlägen.

Papierherstellung ist etwas für Profis

Die aufgeschlossenen Fasern kommen als Fasersuspension, also als Mischung aus Wasser und fein darin verteilten Fasern, in den Stoffauflaufkasten der Papiermaschine. Zu diesem Zeitpunkt besteht die Suspension zu 99 Prozent aus Wasser und zu etwa 1 Prozent aus Fasern und Füllstoffen. Im Stoffauflaufkasten wird der Papierstoff zwischen zwei schnell laufende Siebe eingespritzt, in der „Siebpartie“ verliert er dann einen Großteil des Wassers und wird zu einem gleichmäßigen Papiervlies geformt.

In der Pressenpartie wird nochmals eine große Menge Wasser aus dem Vlies gepresst und nach Durchlaufen der Trockenpartie, die aus dampferhitzten Hohlzylindern besteht, weist das Papier nur noch einen Wassergehalt von 3 bis 8 Prozent auf. Je nach hergestellter Papierart ist der Herstellungsprozess noch in weitere Zwischenschritte aufgeteilt. Im letzten Arbeitsgang wickelt der Aufroller die Papierbahn auf Tamboure – das sind große Maschinenrollen, auf denen das Papier zum Kunden geliefert wird.

Zeit ist Geld – und auf Geschwindigkeit kommt es an

In einer Papiermaschine sind unzählige Antriebssysteme sowie Komponenten verbaut, darunter um die 50 Walzen. Die Konstruktion dieser Anlagen ist sehr komplex und sehr anspruchsvoll. Alle Bauteile müssen exakt aufeinander abgestimmt sein, die Fehlertoleranzen sind minimal. Ein gutes Beispiel dafür sind die Walzen, die mit einer Genauigkeit von ±0,3 mm ausgerichtet werden.

Die Komplexität des Fertigungsablaufs erfordert hochqualifiziertes Bedienpersonal, das die Anlagen ständig im Blick hat. Melden die Maschinen eine Abweichung, beispielsweise in der Geschwindigkeit, muss sofort gehandelt werden, ansonsten können die Bahnen reißen und einen kostspieligen Produktionsausfall verursachen. Damit die Anlage überhaupt Unregelmäßigkeiten erkennen kann, braucht es hochpräzise Drehgeber, die die Einhaltung der wichtigen Parameter überwachen. Dazu gehört eben unter anderem die Kontrolle der Geschwindigkeit jedes einzelnen Walzenantriebs, die mit der Geschwindigkeit der übrigen Walzenmotoren in Einklang gebracht werden muss.

Ein weiterer wichtiger Wert ist die Papierbahnen-Spannung. Ist sie zu niedrig, kann es leicht zu Faltenbildung kommen und der gesamte Produktionsprozess gerät ins Stocken. Ist sie dagegen zu stark, können sich Risse in der Papierbahn bilden. Aus diesem Grund ist die exakte Steuerung der Drehzahl sehr wichtig, besonders beim Start der Maschine und bei einer Änderung der Antriebsgeschwindigkeit. Die Geschwindigkeit der einzelnen Motoren muss sich zudem hinsichtlich bestimmter Faktoren, wie zum Beispiel der Elastizität des Papiers im laufenden Betrieb, kompensieren lassen. Drehgeber bestimmen darüber hinaus auch die Positionen und Durchmesser der Walzen sowie die Länge der Papierbahnen. Und sie überwachen die Temperatur im Prozess.

Maximale Betriebszeit, minimale Ausfallzeit mit einem Produkt

Für den Einsatz an Papiermaschinen eignen sich aufgrund des vielfältigen Anforderungsprofils spezielle „Heavy Duty“-Drehgeber, wie sie die Firma Hengstler aus dem baden-württembergischen Aldingen unter dem Produktlabel „NorthStar“ anbietet. Die Heavy-Duty-Drehgeber arbeiten nicht nur mit sehr hoher Genauigkeit, sondern sind zudem äußerst robust. Sie verfügen über eine hohe Schock- und Vibrationsfestigkeit und ermöglichen so maximale Betriebszeiten. Ein weiterer Vorteil ist das einfache Handling: Sie lassen sich schnell installieren, da sie nicht aufwändig justiert werden müssen. Das „One size fits all“-Konzept erlaubt Maschinenbauern darüber hinaus eine deutlich vereinfachte Lagerhaltung und den Technikern aus der Instandhaltung einen schnellen Austausch der Drehgeber.

Die Wartung der Heavy Duty-Drehgeber von Hengstler ist ebenso unkompliziert, was nicht nur auf die enorme Robustheit zurückzuführen ist. Die Überwachung wird auch durch eine LED-Anzeige vereinfacht, die dem Bedienpersonal auf einen Blick anzeigt, ob der Drehgeber ordnungsgemäß arbeitet, beziehungsweise ob Zeiten für Instandhaltungsmaßnahmen eingeplant werden müssen. So lässt sich der Zeitaufwand für das Justieren, Austauschen oder Reparieren an der Anlage deutlich reduzieren.

Heavy-Duty-Drehgeber: Große Auswahl an robusten Optionen

Hengstler bietet ein umfangreiches Programm an Heavy-Duty-Drehgebern an, die mit Voll- oder Hohlwelle erhältlich sind und über anpassbare Montage-Optionen verfügen. Einer dieser Encoder ist der optische Inkremental-Drehgeber HS35R. Der Drehgeber zeichnet sich durch eine hohe Auflösung von bis zu 5.000 ppr aus und hält Schocks bis zu einer Stärke von maximal 400 g und Vibrationen bis zu einer Stärke von maximal 20 g stand. Die Code-Scheibe besteht aus einer unzerbrechlichen Kunststoff-Folie und erfüllt – wie auch die übrigen Bestandteile des Drehgebers – die Anforderungen der Schutzart IP67 (bei Wellen-Geschwindigkeiten bis 5000 ppr). Das bedeutet, dass auch der bei der Papier-Herstellung umherfliegende Holzschliff die Funktionsfähigkeit des Drehgebers nicht beeinträchtigt.

Zeitweilige Feuchtigkeit oder gar Nässe kann dem Bauteil ebenfalls nichts anhaben – eine Eigenschaft, die bei den großen Mengen an Wasser, die im Produktionsprozess anfallen, mindestens genauso wichtig ist. Der Drehgeber HS35R eignet sich für Wellendurchmesser von 6 bis 28 mm und ist für eine maximale Wellen-Geschwindigkeit von 6000 RPM ausgelegt. Sein phasengesteuerter Sensor sorgt für eine zuverlässige Signalübertragung. All das macht den HS35R zu einem hilfreichen Produkt in der Technik, das den kontinuierlichen Verbesserungsprozess innerhalb der Produktionsprozesse unterstützt und fördert.

Umfangreicher Service

Hersteller von Papiermaschinen profitieren beim Einsatz der Heavy-Duty-Drehgeber von Hengstler aber nicht nur von der hochpräzisen Anlagensteuerung. Sie erhalten zudem umfangreiche Service-Leistungen. Dazu zählt neben einem kostenlosen Support bei der Installation auch die Express-Lieferung: Innerhalb von nur 48 Stunden nach der Bestellung kann der Kunde bereits sein Ersatzteil in Empfang nehmen.

Von Leslie Wenzler.

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