Ausrichten

Das Ausrichten einer Königswelle

Die Königswelle treibt in der Glasindustrie den gesamten Fertigungsprozess an – kein Wunder, dass sie sehr genau ausgerichtet werden muss. Mit einem Laserspezialgerät ist das kein Problem. Wird Glas nach dem Floatverfahren hergestellt, so fließt es mit einer Temperatur von etwa 1000 C in ein Zinnbad. Auf dem geschmolzenen Zinn breitet sich das Glas dann zu einem Band mit ebenen Oberflächen aus. Die Stärke der Schicht hängt von der Geschwindigkeit ab, mit der das Glasband durch das Zinnbad gezogen wird. Anschließend läuft das Glasband auf einer Rollenstraße in den Kühlkanal, wo es kontrolliert abgekühlt wird.

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Vor Ort: Die Königswelle bestimmt den Produktionsfluss

Herzstück und Energiequelle des gesamten Fertigungsprozesses ist die so genannte ,Königswelle’. Sie wird von mehreren Haupt- und Nebenmotoren mit den dazugehörenden Stirnradgetrieben angetrieben und läuft auf über 500 Rollen auf einer Länge von fast 200 m. Die Welle besteht aus 35 einzelnen, je etwa 5 m langen Wellensegmenten, die jeweils dreifach gelagert sind. Zwischen den Segmenten befinden sich Bogenzahnkupplungen. Gebäudefugen werden mit ins-
gesamt 5 Kardanwellen überbrückt. Die Kraftübertragung von der Königswelle zu den Rollen erfolgt mittels auf der Welle platzierten Zahnrädern.
Die Effizienz der Glasproduktion Produktion hängt maßgeblich von der Königswelle ab. Das bedeutet, dieser Antrieb muss auf eine hohe Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit ,getrimmt’ werden. Dazu gehört unter anderem das ,Royal Alignment’ – die optimale Ausrichtung der Königswelle.
Zu einer solchen nicht ganz alltäglichen Ausrichtvermessung nutzte das Prüftechnik-Service-Team das laser-optische Ausrichtgerät ROTALIGN Ultra. Dieses Gerät dient nicht nur zur komfortablen Wellenausrichtung, es lässt sich mit vielen weiteren Applikationen ausrüsten, etwa zur Geradheits- und Ebenheitsmessung.
Die geometrischen Eigenschaften der Königswelle bedingten, dass die Ausrichtvermessung in mehreren Abschnitten durchgeführt wurde. Da die einzelnen Wellensegmente allein schon beträchtliche Längen von bis 5 m aufweisen, ist erst einmal sicherzustellen, dass die Segmente in sich gerade sind. Die Lager müssen also sowohl vertikal als auch horizontal fluchten, und die Welle darf nicht durchhängen.
Das ist eine Aufgabe, die mit der Applikation ,Geradheit‘ des ROTALIGN Ultra problemlos und schnell zu meistern war: an den jeweiligen Lagerstellen der Segmente wurden in 9-, 12- und 15-Uhrpositionen gemessen und gegebenenfalls mit dem Bewegemodus (Live MOVE) die Lagerpositionen sowohl horizontal als auch vertikal in einem Zug korrigiert.
Nach der Ausrichtung der einzelnen Wellensegmente erfolgte im zweiten Schritt die Fluchtungsausrichtung der Wellensegmente zueinander. Dabei wurden mit dem von Prüftechnik patentierten Mehrpunktmessverfahren von Wellensegment zu Wellensegment gemessen. Die Bogenzahnkupplungen waren zu diesem Zeitpunkt ausgebaut.

Genaue Mehrpunktmessung ist unter beliebigem Winkel möglich

ROTALIGN Ultra kann sowohl im eingebauten Zustand der Kupplungen als auch im ausgebauten Zustand problemlos

Abbildung auf ROTALIGN Ultra: Die Königswelle

Abbildung auf ROTALIGN Ultra: Die Königswelle

messen. Mit dem Mehrpunktmessverfahren lassen sich hochgenaue Messungen in beliebigen Winkelpositionen durchführen; auch die Anzahl der einzelnen Messpunkte ist variierbar. Im Schnitt wurden pro Segmentübergang in kürzester Zeit acht Messpunkte aufgenommen und so eine sehr hohe Genauigkeit garantiert.
Ein weiteres nützliches Feature von ROTALIGN Ultra vereinfachte die Arbeit zudem: Mit der Maschinenzugfunktion konnten bis zu 14 Wellensegmente zu so genannten „Maschinenzügen“ zusammengefasst werden und darin die optimale Ausrichtung, d.h. die Ausrichtung, die die wenigste Verschiebearbeit bedeutete, mit der „Best Fit“-Funktion automatisch ermittelt werden.
In der Praxis fasste das Prüftechnik- Service-Team die einzelnen Wellensegmente der Königswelle zwischen den Kardanwellen als Maschinenzüge zusammen und richtete die Maschinenzüge in sich optimal aus. Als letzter Schritt folgte dann die Ausrichtung der jeweiligen Maschinenzüge über die Kardanwellen zueinander. Auch hier wurde mit ausgebauten Kardanwellen im Mehrpunktmessverfahren gemessen und ausgerichtet. Der Wiedereinbau der Kardanwelle erfolgte dann erst nach abgeschlossener Ausrichtung. Dabei wurden jetzt die einzelnen Maschinenzüge als jeweils eine Maschine mit zwei Fußpaaren – das erste und das letzte Lager des Maschinenzugs – betrachtet und die Maschinen über die Kardanwelle ausgerichtet.
ROTALIGN Ultra protokollierte den gesamten Ausrichtvorgang automatisch. Mittels der PC-Software ALIGNMENT CENTER dokumentierte das Prüftechnik-Service-Team zum Abschluss die erfolgreiche Ausrichtung in einem aussagekräftigen Protokoll.
Der Produktionsleiter des Glaswerkes verspricht sich von der exakten Ausrichtung der Königswelle insbesondere geringeren Verschleiß sowohl an den Bogenzahnkupplungen als auch an den Zahnrädern. Dazu werden natürlich Lagerstandzeiten angestrebt, die der Wannenreise, also der Betriebsdauer des Schmelzofens, entsprechen. Bis heute haben sich diese Erwartungen erfüllt. Wie erfolgreich die Vorgehensweise jedoch letztendlich war, wird sich erst bei der nächsten Kaltreparatur zeigen.

Alexander Schalk

PRÜFTECHNIK Alignment Systems
Tel.: 0 89/99 61 60
E-Mail: alexander.schalk@pruftechnik.com
www.pruftechnik.de

Das Werkzeug

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Rotalign Ultra: ein leicht und intuitiv handhabbares Gerät zum Laserausrichten.

ROTALIGN Ultra
Das modulare System für professionelles laseroptisches Ausrichten verfügt über einen  5,7-Zoll TFT-Farbbildschirm (Voll-VGA), der auch unter extremen Lichtverhältnissen lesbar bleibt. Die Kombination mit einem schnellen Prozessor ermöglicht die Darstellung brillanter und kontrastreicher Grafiken.  Alle Anwendungen des Wellenausrichtens und des geometrischen Ausrichtens sind intuitiv zu bedienen. Es eignet sich zum Ausrichten von horizontalen, vertikalen und flanschmontierten Maschinen, von Kardan- und Zwischenwellen und Maschinenzügen mit bis zu 14 Maschinen, auch unter Berücksichtigung des thermischen Wachstums. Bei der Messung, Diagnose und Korrektur von Kippfußzuständen ist die freie Definition fest stehender Fußpaare und Multifußmaschinen möglich. Über ein RF-Modul können die Messdaten drahtlos zum ROTALIGN Ultra Computer übertragen werden.

 
 
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