Längsdickenschwankungen: Was die Fourieranalyse über Walzen und Lager verrät
Periodische Dickenschwankungen in Laufrichtung sind selten Zufall. Wie man sie misst, den Verursacher eindeutig zuordnet und daraus vorbeugende Instandhaltung macht.
Das Problem: sichtbar in der Reklamation, unsichtbar im Querprofil
Inline-Dickenmesssysteme traversieren quer über die Bahn. Sie liefern ein hervorragendes Querprofil, aber in Laufrichtung nur eine Stichprobe: An jedem Punkt der Breite wird die Folie nur alle paar Meter erfasst. Schwankungen mit einer Periode von einigen Dezimetern – genau die Größenordnung eines Walzenumfangs – fallen durch dieses Raster. Der Verarbeiter bemerkt sie trotzdem: als Wickelfehler, als Streifen beim Bedrucken, als Ausschuss beim Stanzen.
Messen: Dicke über die Folienlänge
Die Längsdickenmessung erfasst die Folie an einer festen Querposition kontinuierlich über mehrere Meter Länge, offline an einem Muster oder inline mit einem stationären Sensor. Entscheidend ist die Auflösung: Sie muss deutlich feiner sein als der kleinste Walzenumfang in der Linie. Gleichzeitig werden die Durchmesser und Drehzahlen aller Walzen aufgenommen – vom Kalander über die Abzugs- und Kühlwalzen bis zum Wickler.
Auswerten: die Fourieranalyse ordnet zu
Die Fourieranalyse zerlegt den gemessenen Dickenverlauf in seine Frequenzanteile. Jede Walze hinterlässt bei Rundlauffehler, Unwucht oder Lagerschaden eine Schwankung mit ihrer eigenen Umlauffrequenz – die sich aus Bahngeschwindigkeit und Walzendurchmesser berechnen lässt. Ein Peak im Spektrum bei genau dieser Frequenz identifiziert die Walze eindeutig. Erscheinen zusätzlich Vielfache der Frequenz, deutet das auf einen lokalen Fehler (Schlag, Lagerschaden) statt auf eine gleichmäßige Unrundheit hin.
Frequenzen, die zu keiner Walze passen, führen zu anderen Ursachen: pulsierende Schmelzezufuhr aus Extruder oder Kneter, schwankende Temperaturregelung, Bahnspannungsregler im Grenzzyklus.
Handeln: vom Messwert zur Instandhaltung
- Sich anbahnende Lagerschäden zeigen sich im Spektrum, lange bevor sie hörbar oder als Temperaturanstieg messbar sind. Der Lagertausch wird ins nächste Wartungsfenster geplant.
- Rundlauffehler einzelner Walzen werden quantifiziert; das entscheidet zwischen Nachschleifen und Weiterfahren.
- Reklamationen lassen sich mit dem Spektrum der betroffenen Rolle belegen oder entkräften.
Als wiederkehrende Prüfung – etwa je Rezeptur- oder Formatwechsel – wird die Längsdickenmessung zum Frühwarnsystem, das keine zusätzliche Sensorik an den Lagern braucht: Die Folie selbst ist der Sensor. Fallstudie: Lagerschaden erkannt, bevor die Walze stand.
Kurz-Checkliste Längsrichtung
- Periode der Schwankung in Metern bestimmen – passt sie zu einem Walzenumfang?
- Walzendurchmesser und Bahngeschwindigkeit zur Frequenz umrechnen, Spektrum vergleichen.
- Vielfache der Grundfrequenz vorhanden? Dann lokaler Fehler statt Unrundheit.
- Keine Walzenfrequenz? Schmelzezufuhr, Temperaturregelung und Bahnspannung prüfen.
- Messsystem selbst ausschließen: Kalibrierung, Sensorabstand, Schwingungen am Messrahmen.
Die ausführliche Liste mit Kennzeichen und Prüfschritten: Checkliste „12 Ursachen für Dickenschwankungen“.
Schwankungen, die niemand zuordnen kann?
Wir messen den Längsdickenverlauf an Ihren Mustern und liefern das Spektrum mit Zuordnung – als Einzelprüfung oder wiederkehrend.