Kunststofffolien strecken mit weniger Energie

Der Firma BrĂŒckner (Siegsdorf) gelang es den bei der Produktion von dĂŒnnen Kunststofffolien anfallenden Stromverbrauch zu halbieren. Mit Hilfe verbesserter Regelungstechnik werden zu jedem Zeitpunkt die tatsĂ€chlich benötigten Strommengen der Motoren errechnet und somit Zusatzverluste vermieden.

Dünne Kunststofffolien sind aus dem heutigen Leben nicht mehr wegzudenken: Die Folien werden für Lebensmittelverpackungen, für Klebeband, Video- oder Datenband als auch für Kondensatoren in Handys verwendet. Um das Rohmaterial möglichst effizient einzusetzen, sind heute geringste Folienstärken bis 1 µm (=1/1000 mm) üblich. Kunststofffolien sollen in der Regel reißfest sein oder besondere Schrumpfeigenschaften haben. Um das zu erreichen, werden sie häufig mit Folienreckanlagen verstreckt. Auf diese Weise lassen sich nicht nur hohe Produktionsleistungen, sondern auch diese gewünschten Eigenschaften erzielen.

Folienreckanlagen in Linearmotorbauweise arbeiten besonders flexibel: Die Folien lassen sich nicht nur quer sondern auch stufenlos in Längsrichtung strecken. Das Antriebssystem ist ähnlich dem eines „Transrapid“: Nur sind statt eines einzelnen Zuges über tausend einzelne Fahrwagen, die Kluppen, gleichzeitig in Betrieb, die die „Vorfolie“ an den Rändern greifen und spannen. Während der Querverstreckung werden dann die Kluppenabstände senkrecht zur Laufrichtung wie in einem Flaschenhals kontinuierlich vergrößert. Aus der ca. einen Meter breiten „Vorfolie“ wird so eine bis zu 9 m breite Folie.

Neue sensorlose Regelung
Der Nachteil bisheriger Linearmotoren ist ihr hoher Energiebedarf: Um für alle Betriebsfälle ausreichend Kraftreserve zu haben wurden die Motoren bisher mit dem maximal möglichen Strom betrieben. So entstanden erhebliche Zusatzverluste. Der Firma Brückner Maschinenbau in Siegsdorf (Oberbayern) gelang es nun, für das sogenannte LISIMÒ-Verfahren (Linear Motor Simultaneous Stretching Technology) eine neuartige Regelungstechnik zu entwickeln. So ist es jetzt möglich, die aktuell benötigte Kraft zu ermitteln und den Strombedarf innerhalb einiger Millisekunden an das tatsächlich benötigte Maß anzupassen. Zu jedem Zeitpunkt werden aus der Spannung und dem Strom am Motor die aktuelle Last errechnet. Anfällige Sensoren zur Positionserfassung, wie bisher üblich, werden nicht länger benötigt.

Kern dieser Technologie ist ein neues Verfahren zur Positionsschätzung, der Einsatz schneller Leistungselektronik sowie Mikroelektronik der neuesten Generation, sogenannte FPGAs „field programmable gate arrays“.
Als Nebenprodukt entsteht gleichzeitig ein exaktes Abbild der aufgetretenen Kräfte. Dies hilft Anlagenbetreibern Unregelmäßigkeiten im Prozess sowie Maschinenfehler schnell und zuverlässig zu erkennen.

Stromverluste beim Folienrecken halbiert
Für eine typische Anlage mit 427 kW elektrischer Anschlussleistung sinken die Stromverluste durch die neue Technik auf 200 kW oder um 53%. In einem Anlagenbetriebsjahr können auf diese Art und Weise rund 1,4 Mio. KWh eingespart werden. Dies entspricht dem jährlichen Stromverbrauch von etwa 350 Einfamilienhaushalten.

Projektziel:
Sensorlose Regelung für eine elektronisch gesteuerte Folienreckmaschine

Projektträger:
Brückner Maschinenbau GmbH
Königsberger Str. 5-7
83313 Siegsdorf
Telefon:
(08662) 63 310
Fax:
(08662) 63 307
URL:
www.brueckner.de
E-Mail:
Guenter.Oedl@brueckner.de

Das liear-motorbetriebe Folienreckverfahren LISIM kann Sensorlos geregelt werden - das vermindert die Stromverluste um mehr als 50%.