Die Vorteile der Bahnspannungsregelung bei der Masken-, PSA- und Vliesstoffproduktion.

Im Jahr 2020 gab es viele Ereignisse, die niemand vorhersehen konnte. COVID 19 hat jede Branche betroffen und das Leben von Millionen Menschen auf der ganzen Welt verändert. Dieses einzigartige Phänomen verursachte einen erheblichen Anstieg der Nachfrage nach Masken, PSA und anderen Vliesstoffprodukten. Das exponentielle Wachstum hat die Hersteller unter Druck gesetzt, und um mit der schnell wachsenden Nachfrage Schritt zu halten suchten sie nach Produktivitätsverbesserungen an ihren Maschinen sowie eine Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten ihrer vorhandenen Anlagen.

Da immer mehr Hersteller ihre Anlagen in aller Eile nachgerüstet haben hat der Mangel an zuverlässigen Masken- und Vliesstoff-Bahnspannungsregelsystemen  zu höherem Ausschuss, steileren und teureren Lernkurven sowie zu Produktivitäts- und Gewinnverlusten geführt. Da die meisten medizinischen, chirurgischen und N95-Atemschutzmasken sowie andere medizinische Versorgungsgüter und PSA aus Vliesstoffen bestehen, hat die Forderung nach besserer Qualität und einer Erweiterung der Produktion die Aufrüstung mit hochwertigen Bahnspannungsregelsystemen in den Mittelpunkt gerückt.nonwovens surgical mask

Vliesstoff besteht aus einer Mischung von natürlichen und synthetischen Fasern, die durch verschiedene Techniken miteinander verschmolzen werden. Schmelzgeblasener Vliesstoff, der hauptsächlich für die Herstellung von Gesichtsmasken und PSA verwendet wird, wird aus Harzgranulat hergestellt, das zu Fasern verschmolzen und gegen eine rotierende Oberfläche geblasen wird und somit in einem einzigen Arbeitsgang einen Stoff bildet. Nach seiner Entstehung muss der Stoff miteinander verschmolzen werden. Dieser Prozess kann auf vier verschiedene Arten durchgeführt werden, Verbindung durch Harze, durch Hitze, Pressen durch Tausende von Nadeln oder durch Hochgeschwindigkeits-Wasserstrahlen.

Gesichtsmasken bestehen aus zwei oder drei Schichten Vliesstoff. Die innere Schicht dient dem Komfort, die mittlere Schicht bewirkt die Filtration und die dritte ist eine Schutzschicht. Darüber hinaus hat jede Maske einen Nasensteg und Ohrenschlaufen. Diese drei Vliesstoffschichten werden in eine automatisch arbeitende Maschine geführt, die den Stoff faltet, die Schichten miteinander verbindet, den Stoff in die gewünschte Länge schneidet und Ohrenschlaufen und Nasensteg hinzufügt. Um einen optimalen Schutz sicherzustellen, müssen alle drei Schichten der Maske präzise geschnitten sein. Um eine derartige Präzision zu erreichen, muss die Bahn über der gesamten Produktionslinie die jeweils erforderliche Spannung haben.

Die Bedeutung der Bahnspannungsregelung ist bei einer Produktion von Millionen von Masken und PSA pro Tag extrem hoch. Tag für Tag wird daher eine Fertigung mit maximaler Qualität und Konsistenz gefordert. Die Montalvo Bahnspannungsregelung ermöglicht dem Hersteller eine hervorragende Produktqualität mit gesteigerter Produktivität und sie löst gleichzeitig alle mit der Bahnspannung in Verbindung stehenden Probleme.

Warum ist die Bahnspannungsregelung so wichtig? Durch sie wird eine vorgegebene Belastung oder Spannung auf ein gegebenes Material zwischen zwei Punkten konstant gehalten. Damit werden Homogenität und Gleichmäßigkeit des Materials beibehalten und die Qualität sowie die gewünschten Eigenschaften des Materials gewährleistet.  Beim Zusammenführen von zwei oder mehr Bahnen hat praktisch jede Bahn andere Eigenschaften und Anforderungen an die Bahnspannung. Um einen qualitativ einwandfreien Laminierprozess  mit minimalen oder möglichst ohne Mängel sicherzustellen, muss jede Materialrolle mit einer eigenen Bahnspannungsregelung ausgestattet sein. Nur damit erhält man einwandfreie Endprodukte mit maximalem Durchsatz.

Für eine präzise Bahnspannungsregelung ist ein Regelungssystem mit geschlossenem oder offenem Regelkreis unerlässlich. Systeme mit geschlossenem Regelkreis messen, überwachen und regeln den Prozess durch Rückkopplung, d.h. die tatsächliche Bahnspannung wird kontinuierlich mit dem Sollwert verglichen. Hierdurch werden Fehler vermieden und man erhält entweder das gewünschte Produkt oder eine entsprechende Rückmeldung. Ein System mit geschlossenem Regelkreis besteht aus drei Hauptelementen: Bahnspannungsmessgerät, Regler und Drehmomenterzeuger (Bremse, Kupplung oder Antrieb)

Montalvo liefert eine breite Palette von Bahnspannungsreglern, von SPS-Reglern bis hin zu eigenständigen, spezialisierten Reglern. Der Regler erhält von der Kraftmessdose oder dem Tänzerarm eine direkte Rückmeldung von den am Material herrschenden Werten. Eine Änderung der Bahnspannung erzeugt ein elektrisches Signal, das der Regler mit dem Sollwert vergleicht. Der Regler stellt dann das Drehmoment über den Drehmomenterzeuger (Bahnspannungsbremse, Kupplung oder Antrieb) entsprechend ein, um den gewünschten Sollwert beizubehalten. Weiterhin muss auch mit der Änderung der Walzenmasse das Drehmoment durch den Regler eingestellt und angepasst werden. Hierdurch erhält man über den gesamten Prozess eine präzise und gleichmäßige Bahnspannung.

Montalvo stellt eine breite Palette branchenführender Kraftmessdosensysteme  mit mehreren Montagearten und einer Vielzahl von Belastungen mit einer Empfindlichkeit her, mit der auch die kleinsten Bahnspannungsänderungen erfasst werden. Der Ausschuss sinkt auf ein Minimum und die Produktion hochwertiger Endprodukte wird maximiert. Die Kraftmessdosen messen kleinste Abweichungen der vom Material beim Lauf über die Spannrolle kommenden Kräfte, wenn sich die Bahnspannung beim Materialdurchlauf durch den Prozess verringert oder erhöht. Die Messung erfolgt in Form eines elektrischen Signals (oft in Millivolt), das zum Regler geht und dort entsprechend ausgewertet wird, um das Drehmoment zur Aufrechterhaltung der Bahnspannung einzustellen. Die Montalvo Kraftmessdosen sind einfach in der Einrichtung und im Betrieb und können bei Bedarf in Ihre bestehende Anlage integriert werden.

Zusammen mit den Reglern und Kraftmessdosen von Montalvo sind die Bremsen die dritten und   mit die wesentlichsten Systembauteile. Montalvos Bahnspannungsbremsen sind mit ihrer innovativen Kühlung und der ruckfreien, linearen Drehmomenteinstellung branchenführend. Edwin J. Montalvo Sr. entwickelte die ursprüngliche luftgekühlte Druckluftbremse für die Verarbeitende Industrie und Montalvo hat Ausführung und Leistung dieser luftgekühlten Bahnspannungsbremsen fortlaufend verbessert. Die luftgekühlten Zweischeiben- Mehrbereichsbremsen und -Kupplungen revolutionierten die mit Materialbahnen arbeitende Industrie und trugen dazu bei, eine neue Ära auf dem Gebiet der Bahnspannungsregelung einzuläuten. Heute bietet Montalvo zwei Hauptbauarten von Bremsen an, Druckluftbremsen und Magnetteilchenbremsen. Da die Bremse den verarbeitenden Materialien, dem Gewicht der Rolle und dem Spannungsniveau entsprechen muss, entwickelte Montalvo sechs verschiedene Bremsenmodelle. Die Modelle reichen von den Bahnspannungsbremsen der V-Serie über die der CS-Serie bis hin zu den Magnetteilchenbremsen der MP-Serie usw. Der vorhandene Spannungsbereich erstreckt sich von weniger als 0,045 Nm (0,4 in-lb.) bis zu 5775 Nm (51.120 in-lb.). Somit kann Montalvo für jede Anwendung die richtige Bremse liefern. Die Montalvo Bahnspannungsregelung bietet Ihnen ein mehr an Präzision, Konsistenz und Qualität.

Die automatisierte Bahnspannungsregelung von Montalvo ist durch die “Set it and Forget it “-Technologie charakterisiert, d.h. man kann sie ‚nach dem Einrichten vergessen‘. Dies erleichtert die Einrichtung und reduziert die Eingriffe der Bediener. Diese müssen lediglich den Prozess hochfahren, den Regler auf “Auto” setzen und den Produktionslauf starten.

So einfach wie mit den Reglern, Kraftmessdosen und Bremsen von Montalvo war die Herstellung von Masken und persönlichen Schutzausrüstungen noch nie.