Verstärktes Vertriebsteam und erweiterter Funktionsumfang beim geometrischen Vermessen eine unschlagbare Kombination

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1 Die Welt des Maschinenausrichtens Ausgabe 1/2013 Verstärktes Vertriebsteam und erweiterter Funktionsumfang beim geometrischen Vermessen eine unschlagbare Kombination Liebe Leserinnen und Leser, Das Vermessen von Anlagengeometrien wird immer komplexer. Seit vielen Jahren unterstützen wir Sie nicht nur mit dem Verkauf unserer Messtechnik sondern auch mit dem Erbringen von Dienstleistungen im Bereich Machinery und PARALIGN Service. Dabei steigen die Anforderungen und die Komplexität der Vermessungen stetig. Um diesen Trend Rechnung zu tragen, haben wir unsere Vertriebsmannschaft erweitert. Herr Christian Reidler verstärkt seit 01. April 2013 unser Team und kümmert sich in Deutschland, Österreich und Schweiz um alle Servicebelange gemeinsam mit unseren Servicetechnikern. Fragen Sie uns! Ihren Ansprechpartner finden Sie unter folgendem Link: vertriebsnetzwerk/vertriebsnetzwerk-deutschlandoesterreich.html Kommen Sie einfach vorbei, wir freuen uns auf Ihren Besuch. Über unsere neue Sensorik sensalign, die beim ROTALIGN Ultra is System zum Einsatz kommt, haben wir bereits berichtet. Neu ist, dass sensalign nun für viele geometrische Anwendungen eingesetzt werden kann. Dazu gehört zum Beispiel die neue Kombinationsmöglichkeit der Sensorik mit dem seit langem bewährten LEVALIGN Ultra, aber auch dem neuen LEVALIGN Expert zur Bestimmung der Ebenheit von Flanschen oder Fundamenten. Auch Rechwinkligkeiten können nun mit dem sensalign System vermessen werden. Der Long Range Laser wurde ebenfalls angepasst und kann in Kombination mit der intelligenten Sensorik eingesetzt werden. In dieser Ausgabe finden Sie... Markus Brotsack Vertriebsleiter DACH PRÜFTECHNIK Alignment Systems GmbH Intro Fachartikel Intelligentes Vermessen und Ausrichten einer Großpresse Kapazitätsauslastung versus Instandhaltung: Eine unausweichliche Interdependenz Produktneuheiten Geometrische Anwendungen mit ROTALIGN Ultra is Praxistipp Thermisches Maschinenwachstum ja, aber wie viel? Vertriebsteam Erweitertes Team in der Region DACH

2 Intelligentes Vermessen und Ausrichten einer Großpresse Gilt es komplexe Anlagen hochgenau zu vermessen, so stellt sich auf der Suche nach einem geeigneten Messverfahren nicht nur die Frage nach der technischen Lösung, es muss auch der finanzielle und arbeitstechnische Aufwand berücksichtigt werden. So auch bei der Huber Technik GmbH & Co. KG in Erding. Hier werden unter anderem Stallbeläge aus Kautschukverbundmaterialen hergestellt. Diese Matten werden durch das sogenannte Compression Molding Verfahren hergestellt, bei dem mittels dampfbeheizter Pressen Kautschuk und Verbundmaterial bei bis zu über 200 C in die entsprechende Form gebracht und vulkanisert werden. Eine dieser Großpressen hat die Firma Huber Technik erworben und in Eigenregie aufgestellt. Beim Betrieb der 350t-Presse traten in jüngster Vergangenheit Knarz- und Knackgeräusche unter Last auf, es sollte abgeklärt werden, ob ein geometrischer Hintergrund dafür verantwortlich war, wie z.b. eine schlechte Ausrichtung der Presszylinder. Meßstrecke erforderte demnach ein hochgenaues Meßmittel. Es bieten sich aus technischer Sicht mehrere Meßmethoden an. Solche Meßaufgaben sind z.b. optisch mittels Theodolythen oder auch mit hochgenauen rotierenden Lasern und dazugehöriger Sensorik machbar. Beide Messverfahren benötigen allerdings eine Sichtverbindung vom Standort des Messgerätes zu den einzelnen Meßpunkten. Bei einer großen Presse, die verbaut in einer Fabrikhalle steht und deren Geometrie eine Sicht auf alle Messpunkte vom Standort des Messgeräts nicht so einfach zulässt, müsste man mit Spiegeln oder Ähnlichem arbeiten um messen zu können. Beide Meßverfahren sind also mit hohem Arbeitsaufwand und dadurch auch nicht zu vernachlässigenden Kosten verbunden. Eine andere Lösung musste her und war auch schnell gefunden: die Messung mit einem Neigungsmesser, einem sogenannten Inklinometer und einer auswertenden Software, die auch Ebenheit von Flächen darstellen kann. Obertisch der Presse Die Messaufgabe war somit klar: im ersten Schritt sollte der ca. 9m lange Obertisch der Pressplatte auf Ebenheit und Nivellierung gemessen werden. Anschließend mussten noch die 10 Presszylinder im Unterbau der Presse auf Lotrichtigkeit überprüft werden. Zur Vermessung beauftragte Huber Technik das Service-Team der PRÜFTECHNIK Alignment Systems GmbH. Die hohe Anforderung an die Genauigkeit im hundertstel Millimeterbereich pro Meter Die Hydraulikzylinder unter der Presse Wie funktioniert aber ein Inklinometer und eine solche Messung? Der Neigungsmesser INCLINEO der Firma PRÜFTECHNIK basiert auf dem Prinzip der Wiederstandmessung. Stark vereinfacht ist die Messzelle ein Magnetpendel, das zwischen elektrisch leitenden Platten sitzt. Durch Neigung des Winkelmessers nähert sich das Magnetpendel einer Seite an und verändert so den Widerstand dieser Seite. Anhand dieser Widerstandsänderung kann hochgenau der Winkel angegeben werden. 2

3 einer Auflagefläche von 1m vermessen. Dabei war nur eine Auflageverbindung zwischen den benachbarten Meßpunkten nötig Die Messung gestaltete sich unkompliziert und schnell. Sämtliche Messungen vom INCLINEO wurden sofort über Funk an die PC-Software ALIGNMENT CENTER übertragen und grafisch ausgewertet: Anschließend wurde die Lotrechtigkeit der Hydraulikzylinder untersucht. Hierbei nutzte das PRÜFTECHNIK Service-Team Der Winkelmesser beim INCLINEO sitzt auf einer frei definierbaren Auflagefläche deren Länge bekannt ist. Die Länge der Auflagefläche muss dem Abstand der zu messenden Positionen entsprechen. Mit Winkelfunktionen kann somit durch gemessenem Winkel und Länge der Auflagefläche a durch die entsprechende PC-Software der Höhenunterschied zwischen den Positionen, hier z.b. Meßpunkt A und B, ermittelt werden. Der ca. 9 Meter lange Obertisch der Großpresse wurde mit Die Messung der Ebenheit des Obertisch mit INCLINEO Ergebnisansicht 2D des Obertisch Messzelle b b Messpunkt B b a Auflagefläche b Messpunkt A Ebenheitsprofil des Obertisch in 3D-Ansicht 3

4 eine Besonderheit des INCLINEO : Die Messzelle lässt sich um 90 drehen, d.h. es kann auch vertikal gemessen werden. Die Zylinder wurden dabei in der 0-, 3-6- und 9 Uhr-Position gemessen, die Messergebnisse ebenfalls sofort auf der PC-Software ALIGNMENT CENTER ausgewertet: Die Durchführung beider Messungen und deren Dokumentation dauerte nicht länger als einen Tag. Anschließend wurde die Großpresse von der technischen Mannschaft der Hubert Technik nochmals anhand der ausgewerteten Ergebnisse ausgerichtet. Zusammen mit einer Umstellung auf ein anderes Schmiermittel an den Hydraulikzylindern brachte dies eine Eliminierung der Knarzgeräusche beim Zusammenfahren der Presse. Die Messung der Lotrechtigkeit der Hydraulikzylinder mit INCLINEO Ergebnisansicht 2D der Hydraulikzylinder Ergebnisansicht 2D der Hydraulikzylinder Alexander Schalk Dipl.-Ing. PRÜFTECHNIK Alignment Systems GmbH 4

5 Kapazitätsauslastung vs Instandhaltung: Eine unausweichliche Interdependenz Papierindustrie: Der Bedarf an Papier und Karton ist seit der Krise im Jahre 2009 deutlich gestiegen. Papiermaschinen, die in 2009 nicht mit ihrer vollen Kapazität betrieben oder gar ganz stillgelegt wurden laufen nun wieder nahezu rund um die Uhr. Die meisten Papierfabriken könnten mehr verkaufen als produzieren und so werden die Anlagen bis an die Grenzen des Möglichen gefahren. Der Instandhaltung bleibt nur noch wenig Zeit, die Maschinen zu warten und notwendige Einstellungen vorzunehmen. Am Tagesende hat dies immer häufiger negative Auswirkungen auf die Produktqualität und letztlich auch auf den Output an verkaufbarem Material somit auf den Umsatz. Der folgende Artikel beschreibt ausgewählte Maßnahmen, die auch in kurzen Zeitfenstern realisiert werden können und zum Teil erhebliche Verbesserungen erwirken. Vermutlich kennen viele Leser die häufig auftretenden Spannungen zwischen Produktionsleitung und Instandhaltung. Sie sind Ausdruck eines Konflikts, dem sich Anlagenbetreiber immer öfter konfrontiert sehen. Die Frage lautet: Wie lange kann noch guten Gewissens gefahren werden, bevor dringend Instandhaltungsmaßnahmen ergriffen werden müssen und vor allem, wie lange dauern diese Maßnahmen? Wird der Stillstand zu früh angesetzt und dauert er zu lange, verschenkt man wertvolle Deckungsbeiträge, macht man es zu spät und weniger gründlich sind die Folgen für die Maschine womöglich fatal. Die Aufgabe lautet im Klartext: So viel wie möglich und das so schnell wie möglich. zeigt schematisch eine auftretende Transversalkraft senkrecht zur Laufrichtung. Die Konsequenzen sind Bahnverlauf, Siebverschleiß, Faltenbildung und in schlimmeren Fällen auch Abrisse. Abbildung 1: Bei Schiefstellung einer Walze tritt eine Transversalkraft senkrecht zur Laufrichtung mit negativen Konsequenzen für die Produktion auf. Die Identifikation und Korrektur solcher Walzen trägt zu einer deutlichen Verbesserung des Maschinenlaufs bei. Sicherlich hätte es positive Auswirkungen auf die Produktion, alle nicht parallelen Walzen zu identifizieren und entsprechend auszurichten. Aber ist dies überhaupt möglich? Und wenn ja, ginge das während den ohnehin schon kurz gehaltenen Stillstandszeiten? Traditionelle Messtechnik wie der Theodolit oder auch die Totalstation kommen an dieser Stelle wegen der fehlenden Sichtverbindung zu den allermeisten Walzen nicht weiter gibt es eine Alternative? Y F N F F T Y Was die Papierindustrie zur Lösung dieses Konflikts braucht sind hoch spezialisierte Partner, die den Bedürfnissen im Sinne der Aufgabenstellungen so gut wie möglich gerecht werden und den kurzen zur Verfügung stehenden Zeitfenstern Rechnung tragen Partner, die ihre Innovationskraft nutzen und im Bewusstsein der Anforderungen Lösungen für bislang ungelöste Problemstellungen erarbeiten. Das Thema Maschinenvermessung ist beispielsweise ein heikles, in vielen Fällen ungelöstes Dilemma. Mit den traditionell zur Verfügung stehenden Messmitteln dauert es einfach zu lange, eine größere Anzahl an Walzen auf deren Parallelität hin zu vermessen. Häufig wird daher darauf verzichtet. Was aber sind die Folgen nicht paralleler Walzen in der Papiermaschine? Abbildung 1 In den letzten Jahren wurde eine Technologie, die bislang nur der Luft- und Raumfahrt vorbehalten war, auch für Vermessungsaufgaben entdeckt und zugänglich gemacht die hochpräzise Winkelmessung mittels Ringlaserkreisel. Wie aber funktioniert diese scheinbar neuartige Vermessungstechnik? Ringlaserkreisel messen den Winkel um ihre Drehachse mit einer Auflösung von 4 µm/m. Ordnet man drei Laserkreisel so an, dass deren Drehachsen unser dreidimensionales Koordinatensystem (x,y,z) abbilden, kann sich die so generierte inertiale Messeinheit im Raum orientieren. Auf diese Weise navigieren Flugzeuge, und sogar das Space Shuttle findet basierend auf einer derartigen Navigation seinen Weg zurück zur Erde. Aber wie lässt sich diese Technologie zur Bestimmung von Walzenparallelität einsetzen und welche Vorteile ergeben sich daraus für die Papierindustrie? 5

6 von i.d.r. drei Tagen. Jede Applikation der Papierindustrie von der Stoffaufbereitung bis zum Rollenschneider kann nun von der neuen Technologie profitieren und die Produktqualität, ja in vielen Fällen sogar die Produktionsgeschwindigkeit steigern. Aber nicht nur die Walzenparallelität ist von Bedeutung. Auch die Antriebe sollten regelmäßig ausgerichtet werden. Um die Walzenparallelität anhand eines PARALIGN Protokolls wiederherzustellen ist eine teilweise nicht unerhebliche Korrektur der Walzen erforderlich. Nach der Ausrichtung von Antriebswalzen, stellt sich anschließend die Frage nach der Ausrichtung der Antriebe (Kardanwellen, Kupplungen). Abbildung 2 zeigt das Messsystem PARALIGN und die sich im inneren befindlichen Laserkreisel (in Blau) mit deren Drehachsen (in Rot). Wird dieses inertiale Messsystem auf der Walze aufgesetzt und entlang deren Oberfläche um einen Winkel von mindestens 20 bewegt (Abb. 4 rechts), ermöglichen die rein intern im Gerät generierten Daten eine exakte Berechnung der Drehachse dieser Walze. Durch eine derartige Vermessung mehrerer Walzen können deren Drehachsen miteinander verglichen werden. Dafür wird keine Sichtverbindung zu oder zwischen den Walzen benötigt. Man kann sich leicht vorstellen. dass diese Art der Vermessung unvergleichlich schnell vonstatten geht. Es wird keinerlei Messperipherie wie Laser, Spiegel, Prismen, etc benötigt. Lediglich ein kurzfristiger Kontakt zwischen dem Messgerät und dem Messobjekt muss hergestellt werden. In einem übersichtlichen grafischen Messprotokoll werden die Ergebnisse automatisch eingetragen, es entfallen somit auch sämtliche menschlichen Übertragungs- und Interpretationsfehler. Abbildung 4 zeigt die Anordnung eines solchen Antriebs. Nachdem die Antriebswalze zur Herstellung von Parallelität bewegt wurde, muss diese anschließend als stationär angenommen werden, da bei erneuter Bewegung die vorher erreichte Parallelität wieder zerstört wird. Bewegt werden darf also nur der Motor. Zur Vermessung einer solchen Anordnung steht eine bereits vor 25 Jahren von der PRÜFTECHNIK AG erfundene und stetig weiterentwickelte optische Lasermesstechnik zur Verfügung. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die Klaffung der Kardanwelle und der sich daraus ergebende Winkelversatz innerhalb der vorgeschriebenen Toleranz bleiben, wodurch sich die Lebensdauer aller am Antrieb beteiligten Komponenten erheblich vergrößert. Abbildung 3 zeigt einen Ausschnitt aus dem Vermessungsprotokoll einer gesamten Papiermaschine. Der Standpunkt des Betrachters ist die Bedienerseite der Anlage, repräsentiert durch den grünen Punkt, der rote Punkt symbolisiert die Antriebsseite. Die Walze mit der Nummer 75 (in Blau) ist die Referenzwalze, sie steht senkrecht auf der Zeichenebene. Anhand des Protokolls können nun nicht-parallele Walzen identifiziert, korrigiert und unmittelbar nach der Ausrichtung erneut überprüft werden. Nie zuvor war die Komplettvermessung einer Papiermaschine innerhalb eines großen Wartungsstillstands denkbar. Mit PARALIGN können nun kleine Papiermaschinen sogar innerhalb einer Schicht umfänglich vermessen werden. Selbst für größere Maschinen reicht der große Jahresstillstand Abbildung 3: Ausschnitt eines PARALIGN Protokolls einer Papiermaschine zur Herstellung von Zigarettenpapier. Die Abbildung zeigt den Bereich um die Leimpresse. Walze 74 weist einen deutlichen Parallelversatz zur unteren Presswalze (blau) auf, welche als Refernz gesetzt wurde. Durch eine Komplettvermessung können all jene Walzen identifiziert werden, die nicht parallel zur Produktionsrichtung stehen. 6

7 Abbildung 4: Antriebsaggregat einer Walze. Die Klaffung der Kardanwelle wird mittels eines Lasers bestimmt, die Daten werden im Empfänger ausgewertet und in numerische Korrekturwerte umgerechnet. Anhand dieser Werte kann die Kardanwelle korrekt ausgerichtet werden. Die Lebensdauer aller am Antrieb beteiligten Komponenten wird auf diese Weise erhöht. Für mehr Informationen besuchen Sie bitte die Homepage: Christian M. Reidler Dipl.-Ing., M.Sc. PRÜFTECHNIK Alignment Systems GmbH 7

8 Erweiterungen von sensalign für geometrische Anwendungen Vor einem Jahr zur HANNOVER MESSE 2012 wurde das ROTALIGN Ultra is eingeführt. Die von uns komplett neu entwickelte Sensorik sensalign bietet viele neue Funktionalitäten, die das Ausrichten von Wellen zueinander einfach und sicher machen. sensalign wurde aber seitdem stets weiterentwickelt und verbessert und kann nun für viele geometrische Anwendungen eingesetzt werden. Zu nennen sind hier die Vermessung der Ebenheit von Flanschen oder Fundamenten mittels LEVALIGN Ultra und LEVALIGN Expert sowie die Geradheitsmessung. Alle diese genannten Anwendungen sind in unserer PC-Software ALIGNMENT CENTER integrierbar. Daten können dort verwaltet und analysiert werden. Messberichte können nach individuellen Anforderungen generiert werden, so dass einer lückenlosen Dokumentation nichts mehr im Wege steht. Das Vermessen von Rechtwinkligkeiten an Kanten oder von Flächen zueinander ist eine häufige Aufgabenstellung an Großanlagen. Das PENTALIGN ist genau dafür gemacht. Die Umstellung auf die sensalign Sensorik war somit nur ein logischer nächster Schritt und ist ab sofort erhältlich. Fragen Sie uns einfach! Ihren Ansprechpartner finden Sie unter folgendem Link: vertriebsnetzwerk/vertriebsnetzwerk-deutschlandoesterreich.html Die ROTALIGN Ultra is Plattform ist und bleibt einmalig auf dem Markt. Als High-End Plattform verbindet sie das Ausrichten von Wellen mit zahllosen Möglichkeiten komplexe Anlagengeometrien zu vermessen. Dies spart Kosten und vor allem Ihre Zeit, denn durch die einmalige Multifunktionsplattform können Sie mit nur einem Gerät nahezu alle Ausrichtaufgaben bewerkstelligen. Markus Brotsack Vertriebsleiter DACH PRÜFTECHNIK Alignment Systems GmbH 8

9 Thermisches Maschinenwachstum ja, aber wie viel? In der Industrie hat man immer wieder mit Aggregaten zu tun, wie zum Bespiel mit Pumpen die ein heißes Medium fördern, die einem thermischen Maschinenwachstum unterliegen. Eine gute Ausrichtung im Kaltzustand ist in diesem Fall keine ideale Lösung. Wie man in folgender Grafik erkennen kann stellt sich bei erwärmten Maschinen ein schlechter Ausrichtzustand ein. einem vorzeitigen Ausfall der Anlage führen. Die Kosten für ungeplante Stillstände und dem frühzeitigen Austausch von Verschleißteilen sind oftmals sehr hoch. Schwingungsmessungen am rotierenden Aggregat belegen, dass etwas nicht stimmt. Bei näherer Inspektion der Kupplungseinsätze sind dort bereits nach kurzen Betriebszeiten erhöhte Abnutzungserscheinungen zu erkennen. Diese können ohne Durchführung von Gegenmaßnahmen zu ALIGNMENT CENTER ein möglicher Helfer Zur Lösung des Problems kann die PC-Software ALIGNMENT CENTER beitragen. Man öffnet einfach eine leere Datei und fügt die Dimensionen der Anlagen ein (siehe Bild). Als nächster Schritt kommt der thermische Wachstums-Rechner zum Einsatz, der an jedem Aggregatfuß die Materialausdehnung zwischen Fundament und Maschinendrehachse berechnet. Dabei können unterschiedlichste Materialien ausgewählt werden, wie zum Beispiel Gusseisen, Aluminium Legierung, Invar, Stahl (AISI 1040), Messing, usw. Nach Eingabe der vorliegenden Temperaturbereiche und dem Abstand der Drehachse zum Fuß, ermittelt das Programm automatisch die Werte für das thermische Wachstum. 9

10 Anschließend wird im Ergebnisbildschirm die Ansicht auf Vorgaben (soll) eingestellt, worauf dann der so genannte Kalt- Ausrichtzustand angezeigt wird. Bei Erreichen der Betriebstemperatur wird der Ausrichtzustand wie folgt angezeigt Fazit Die PC-Software ALIGNMENT CENTER ist ein Werkzeug mit dem Maschinenwachstumsberechnungen durchgeführt werden können. Die errechneten Werte können wahlweise als Kupplungsvorgaben oder als Fußwachstum in den laseroptischen Ausrichtgeräten eingetragen werden. Eine Kaltausrichtung mit der gewünschten Fehlstellung wird somit zum Kinderspiel. Wussten Sie schon? Dieses Werkzeug können Sie auch kostenlos nutzen. Laden Sie sich die ALIGNMENT CENTER Software direkt auf Ihren Rechner: presse-und-downloads/software-und-firmware-download/ alignment-center.html Damit können Sie das thermische Wachstum berechnen lassen. Die erhaltenen Werte müssen Sie dann manuell übertragen. Beim Erwerb der ALIGNMENT CENTER PC-Software entfällt das manuelle Übertragen. Dies ist nur ein Vorteil unter vielen. Lassen Sie sich beraten. Hans Lenz PRÜFTECHNIK Alignment Systems GmbH 10

11 Das Vertriebsteam DACH verstärkt sich im Bereich Machinery Service und PARALIGN Service Der Vertrieb in Deutschland, Österreich und Schweiz richtet sich neu aus. Die Anforderungen und Anfragen im Bereich Machinery und PARALIGN Service steigen stetig. Um Ihnen als Kunden hier gerecht zu werden ergänzt Herr Christian Reidler seit 01. April 2013 unser Vertriebsteam. Vielleicht sind Sie Herrn Reidler schon begegnet. Er ist seit 2008 bei uns tätig und hat im internationalen Bereich den PARALIGN Service mit verantwortet. Mit einigen Fachbeiträgen zur Vermessung von Walzen hat er in der Vergangenheit auch unseren Newsletter bereichert. Seine Expertisen im Bereich des PARALIGN Services, aber auch im Bereich des Machinery Services sind eine hervorragende Grundlage für den Ausbau unserer Aktivitäten bezüglich unserer Dienstleistungen. Geometrievermessung Anlagengeometrien einfach und sicher bestimmen Flexible Messtechnik für variable Fragestellungen Dauerüberwachung von Lageveränderungen Nachvollziehbare Messprotokolle in elektronischer Form Wir freuen uns auf Ihre Fragestellungen in Bezug auf die Vermessung komplexer Anlagengeometrien. Im Speziellen wird Sie in Zukunft Herr Reidler kompetent beraten und gemeinsam mit unseren Kollegen im Außendienst sowie den Servicetechnikern Lösungen für Ihre Problemstellungen finden. Auf der folgenden Seite sehen Sie eine Übersicht unseres kompletten Vertriebsteams. P R O V E N Q U A L I T Y Made in Germany Global Presence Qualified Support Quality Service 11

12 / / / / / / / / / / / Mannheim Würzburg Nürnberg Karlsruhe Stuttgart Frankfurt Essen Braunschweig Kiel Flensburg Lübeck Schwerin Cottbus Potsdam Berlin Magdeburg Halle Erfurt Jena Gera Hof Chemnitz Dresden Leipzig Rostock Bremerhaven Hamburg Bremen Emden Oldenburg Hannover Bielefeld Osnabrück Münster Dortmund Köln Aachen Bonn Siegen Saarbrücken Bamberg Regensburg Ulm Augsburg Konstanz Freiburg Garmisch- Partenkirchen München Passau Heilbronn Koblenz Trier Kassel Göttingen Düsseldorf Bregenz Salzburg Innsbruck Klagenfurt Graz Linz Wien