Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mit optimierten Spezialklammern Rollenware besser handhaben

12.02.2009
Oft müssen große Bahnen aus Filz, Stoff, Pappe, Blech oder Glasfaser für die Weiterverarbeitung zwischen Maschinenwalzen ausgerichtet oder großflächig appliziert werden. Dazu müssen die Bahnen vom Träger abgerollt, an den Rändern gegriffen und ausgerichtet werden, und zwar ohne einzureißen – kein Problem mit optimierten Spezialklammern.

Die Joh. Clouth Maschinenbau Eltmann GmbH & Co. KG, ein weltweit operierendes Familienunternehmen, ist in den Bereichen Stahl- und Papierindustrie angesiedelt. Neben Systemen zur Sonderbehandlung von rotierenden Walzen- und Zylinderoberflächen fertigt das Unternehmen eine Reihe von Sonderapparaten für die Stahl- und Papierindustrie. Zu diesen Sonderapparaten zählen die sogenannten Clouth-Felt-Clips, selbsthaltende Klammern zum sicheren und einfachen Einziehen von Filzen in Papiermaschinen. Zusammen mit der Hochschule Coburg wurde der Felt-Clip hinsichtlich einer besseren Ausnutzung und eines einwandfreien Betriebs weiterentwickelt.

Sauberer Filzeinzug ist wichtig für die Papier-Qualität

Die Papiermaschinen, in denen die Felt-Clips als Hilfsmittel eingesetzt werden, sind Fertigungsstraßen zur Herstellung von endlosen Papierbahnen. Je nach Bauart sind diese Maschinen bis zu 230 m lang, können über mehrere Etagen verlaufen und eine Breite von 20 bis 30 m aufweisen.

Die Papierherstellung beginnt mit dem Stoffauflauf, indem eine Faserstoff-Wassersuspension gleichmäßig auf ein Sieb verteilt wird. Als Faserstoff-Wassersuspension wird die breiige Mischung aus Fasern, Feststoffen und Wasser bezeichnet, aus der das Papier gebildet wird. Der Wasseranteil ist dabei sehr hoch: Auf 1 l Wasser kommen nur etwa 5 g Faser- und Feststoffe. In der Siebpartie läuft das überschüssige Wasser ab oder wird abgesaugt. Bei diesem Filtrationsvorgang bildet sich das sogenannte Blatt (flüssige Papierbahn). Der weitere Entwässerungsprozess erfolgt durch mechanischen Druck in der Pressenpartie.

Die Papierbahn wird dabei mittels eines saugfähigen endlosen Filzes mehrmals zwischen zwei Walzen hindurchgeführt und dadurch entwässert. Der Pressvorgang verdichtet zudem das Papiergefüge, was die Festigkeit erhöht. Das verbleibende Restwasser wird in der Trockenpartie aus dem Papier verdampft. Die Papierbahn durchläuft dabei mehrere dampfbeheizte Trockenzylinder und kann somit gleichmäßig trocknen. Am Ende der Papiermaschine wird die fertige Papierbahn auf einen Stahlkern (Tambour) aufgewickelt. Je nach Papiersorte kann ein Tambour eine Bahn von etwa 60 km Länge mit einem Gewicht bis zu 25 t aufnehmen.

Der Felt-Clip wird im Bereich der Pressenpartie zum Einziehen der Filzbahnen verwendet. Filzbahnen sind in der Regel Endlosfilzbahnen und besitzen eine durchschnittliche Länge von 20 m und eine Breite von bis zu 10 m. Die Dicke dieser Filze liegt um 5 oder 6 mm. In der Papiermaschine wird diese Filzbahn um mehrere Walzen gewickelt. Zum Einziehen werden sie auf Hilfsrohre fixiert und mit einem Kran grob in Position gebracht. Die endgültige Positionierung der Filzbahn in der Papiermaschine erfolgt durch Arbeiter von Hand.

Besonders dieser Vorgang gestaltet sich aufgrund des großen Gewichtes als sehr schwierig und zeitraubend. Zudem existieren keine Möglichkeiten, einen Haken oder anderweitige Hilfsmittel am Filz direkt zu befestigen, ohne ihn zu beschädigen. Beschädigungen am Filz haben zur Folge, dass die Papierbahn an Qualität und Festigkeit verliert.

Filze schneller und sicherer in Maschinen einziehen

Speziell für dieses Problem wurde der Felt-Clip entwickelt. Aufgrund der speziellen Bauweise und einfachen Handhabung dieser Klammern können die Filze schneller, einfacher und vor allem auch sicherer in die Maschinen eingezogen werden. Der Felt-Clip wird in mehreren Ausführungen, zum Beispiel für Hand- oder Seilzugbetrieb, gebaut.

In der Ausgangsstellung des Clouth-Felt-Clips sind die Klemmbacken aufgrund der Druckfedern geschlossen. Zum Öffnen der Klemmbacken wird das Zugjoch per Hand zum Bügelgriff gezogen. Eingebaute Getriebeelemente bewirken ein Spreizen der Klemmbacken. Der Felt-Clip kann nun auf den Filz gesteckt werden. Nach Loslassen des Zugjochs werden die Klemmbacken durch die Druckfedern nach unten auf den Filz gedrückt. Der Filz kann nun problemlos per Hand oder mit Hilfe eines Seilzuges in die Pressenpartie der Papiermaschine eingezogen werden. Nach Beendigung dieses Vorgangs wird der Clip entfernt.

Auch in einfachsten Produkten steckt Optimierungspotenzial

In einer Studie wurde untersucht, wie die vorhandenen Felt-Clips verbessert werden könnten. Ein Ziel war, die bestehenden Clips durch nur geringe Änderungen für eine Einhandbedienung umzugestalten, damit der Arbeiter mit einer Hand den Felt-Clip auf den Filz stecken und sich mit der anderen Hand an der Maschine abstützen kann.

Zudem wurde nach anderen Wirkungsweisen gesucht. Hierzu wurden sehr unterschiedlich wirkende Getriebe aus allen Technikbereichen auf ihre Anwendbarkeit geprüft. Dann wurde eine Vielzahl von sehr unterschiedlichen Variationsmöglichkeiten über Hebelsysteme, Zangen- und Scherenprinzipe, Kurbelmechanismen sowie Verzahnungsgetriebe integriert. Dabei zeigten sich viele Varianten gerade für eine Einhandbedienung als ungeeignet, weil die Funktionsabläufe zu unsicher waren oder weil die Fertigung einiger Teile zu aufwändig gewesen wäre.

Prototypen mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) optimiert

Bei einem Kunden wurden drei Prototypen neu entwickelter Felt-Clips hinsichtlich ihrer Handhabbarkeit unter realen Bedingungen getestet. Die Bauteile in den drei Prototypen wurden mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) so optimiert, dass sie bei kleiner Bauweise und geringem Gewicht eine hohe Sicherheit aufweisen. Anschließende umfangreiche Versuche und Berechnungen mit besonderen Felt-Clips ergaben, dass die Betätigungskräfte über einen Schwenkgriff gut in die Filzbahn eingeleitet werden.

Die Untersuchung hat gezeigt, dass auch in konstruktiv ausgereizten und weniger komplexen Produkten oft noch erhebliches Optimierungspotenzial steckt. Mit den Felt-Clips zum Beispiel können Filze noch sicherer aus jeder Position in die Maschine gezogen werden.

Dipl.-Ing. (FH) Tobias Popp ist Konstrukteur bei der Joh. Clouth Maschinenbau Eltmann GmbH & Co. KG in Eltmann. Prof. Dr.-Ing. Volker Schenk leitet das Fachgebiet Fertigungslogistik an der Fachhochschule Coburg.

Tobias Popp und Volker Schenk | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/automatisierung/montageundhandhabungstechnik/articles/170731/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Ifremer entwickelt autonomes Unterwasserfahrzeug zur Untersuchung der Tiefsee
24.02.2017 | Wissenschaftliche Abteilung, Französische Botschaft in der Bundesrepublik Deutschland

nachricht Baukasten-System für die Linienfertigung: Die VL-Baureihe von EMAG
21.02.2017 | EMAG GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie