Echtzeit-Sensorsystem für Walzenbezüge optimiert die Papierproduktion

In der Papierherstellung ist die Aufrechterhaltung gleichmäßiger Nipbedingungen entscheidend für die Stabilität der Papierbahn und die Produktqualität. Herkömmliche Messwerkzeuge erfordern in der Regel einen Maschinenstillstand und können Nipprofile nicht analysieren, während sich Papier in der Maschine befindet, was lediglich statische Momentaufnahmen liefert. Um diesen blinden Fleck in der Überwachung zu beseitigen, hat Voith NipDynamics auf den Markt gebracht, ein fortschrittliches Sensorsystem, das direkt in die Walzenbezüge integriert ist. Diese Technologie ermöglicht eine kontinuierliche Echtzeitüberwachung des Nipdrucks und der Umlauffrequenzen bei voller Produktionsgeschwindigkeit und hohen Temperaturen. Anlagenbetreiber können so Fehlausrichtungen oder Schäden an den Walzenbezügen erkennen, bevor diese zu Bahnabrissen oder ungeplanten Stillständen führen.

Kabellose Datenübertragung und 3D-Visualisierung
Die ultradünnen, hitzebeständigen Sensoren werden in die Walze integriert, ohne das Profil, die Leistungsfähigkeit oder die Lebensdauer des Walzenbezugs zu beeinträchtigen. Sie übertragen kontinuierliche Messdaten kabellos an eine individuell anpassbare 3D-Visualisierungsplattform. Diese digitale Infrastruktur ermöglicht es Instandhaltungsteams, aktuelle Betriebszustände zu analysieren und historische Datentrends präzise auszuwerten. Durch die Umwandlung von rohen Sensordaten in ein Live-3D-Modell hilft das System den Bedienern, Prozessabweichungen – wie etwa lokale Druckabfälle – zu lokalisieren, ohne die Produktionslinie anzuhalten. Dies gewährleistet einen proaktiven Ansatz für die Walzenwartung und die Prozessführung.

Skalierbare Überwachung für den gesamten Herstellungsprozess
Das System ist flexibel von der Siebpartie bis zur Aufrollung einsetzbar. In aktiven industriellen Einsätzen haben die Sensoren einen erheblichen betrieblichen Mehrwert bewiesen. An einem europäischen MG-Zylinder generierte die kontinuierliche Nip-Optimierung nachweisbare Einsparungen von 45.000 Euro, was zur Ausrüstung weiterer Walzen führte. In einer Aufwickelanwendung zeigte das System eine extrem hohe Sensitivität bei Linienlasten von nur 2 kN/m und isolierte qualitätsrelevante Wickelprobleme erfolgreich. Darüber hinaus identifizierte das System an einer Tissue-Pressure-Roll sofort eine lokale Zone mit geringem Druck, die mit einem feuchten Streifen im Papierprofil korrelierte, sodass die verborgene Abweichung umgehend korrigiert werden konnte. „NipDynamics ermöglicht Papierherstellern einen kontinuierlichen Einblick in die Nipbedingungen während der laufenden Produktion“, erklärt Ralf Moser, Globaler Produktmanager für Walzenbezüge bei Voith Paper.

Zusätzlicher Kontext: Dynamische Belastungen und Nip-Mechanik
Im Hochgeschwindigkeits-Papierherstellungsprozess ist der „Nip“ – die Kontaktfläche zwischen zwei rotierenden Walzen – immensen dynamischen Kräften und thermischen Belastungen ausgesetzt. Wenn das Druckprofil ungleichmäßig ist, wirkt sich dies direkt auf die Entwässerungseffizienz und das Feuchtigkeitsquerprofil der Papierbahn aus, was zu strukturellen Schwächen und Abrissen führt. Traditionelle statische Nip-Abdrücke mittels druckempfindlichem Papier im Stillstand können die dynamische Bombierungsinversion, die thermische Ausdehnung oder die hydrodynamischen Effekte des Zellstoffs bei Betriebsgeschwindigkeit nicht erfassen. Durch die Einbettung drahtloser Telemetrie direkt in den elastomeren Walzenbezug wechseln Ingenieurteams von einer reaktiven Fehlerbehebung zu einer zustandsbasierten Überwachung, optimieren die Niplast dynamisch und maximieren die betriebliche Lebensdauer der Anlage.

Bearbeitet von Lekshman Ramdas, Industrie-Redakteur – adaptiert durch KI.

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