Durchlaufgeschwindigkeit

Die Welt der Wellpappe stellt vielfältige Anforderungen an die Produktion. Ein Schlüsselelement dabei ist die Durchlaufgeschwindigkeit auf den Produktionslinien. In der Wellpappenproduktion spielt sie eine entscheidende Rolle, weil sie direkt die Produktionskapazität und damit den Erfolg eines Unternehmens beeinflusst. Neben der reinen Geschwindigkeit wirken Parameter wie Rohpapierqualität, Feuchtegehalt, Klebstoffeinstellung, Temperaturführung und Zugregelung unmittelbar auf die stabile, reproduzierbare Fertigung ein. Ebenso relevant sind Auftragsmix, Bahnbreite, Formatwechsel, die Abrufreihenfolge sowie die Verfügbarkeit der nachgelagerten Aggregate, da diese Faktoren die effektiv realisierbare Liniengeschwindigkeit mitbestimmen.

Definition: Was versteht man unter Durchlaufgeschwindigkeit?

Die Durchlaufgeschwindigkeit beschreibt die Geschwindigkeit, mit welcher das Rohmaterial, in diesem Falle die Wellpappe, durch die Produktionsmaschinen läuft. Sie wird üblicherweise in Metern pro Minute (m/min) angegeben und bildet das Herzstück der Produktionsperformance. In der Praxis ist sie das zentrale Maß, um die Ausbringung pro Zeitspanne zu planen, Engpässe zu identifizieren und die Prozessfähigkeit unter konstanten Bedingungen zu bewerten.

In der Praxis wird die Durchlaufgeschwindigkeit auch als Liniengeschwindigkeit oder Bahngeschwindigkeit bezeichnet. Sie ergibt sich als Verhältnis aus zurückgelegter Bahnlänge zur Zeit und unterscheidet sich von Kennzahlen wie Taktzeit oder Zykluszeit, die eher auf einzelne Prozessschritte oder Aggregate bezogen sind. Je nach Anlagentyp und Auftragsprofil liegen typische Geschwindigkeitsbereiche im Bereich von niedrigen zweistelligen bis hin zu mehreren hundert m/min. Für Vergleiche sollte stets klar sein, ob die Angabe die nominale, die mittlere oder die effektiv gefahrene Geschwindigkeit (unter Berücksichtigung von Stillständen) beschreibt.

Messpunkte und Bezug

Die Ermittlung der Durchlaufgeschwindigkeit erfolgt häufig über Messräder, Inkrementalgeber an Antrieben oder berührungslos mittels Sensorik. Wichtig ist der eindeutige Bezugspunkt: Angaben am Einlauf, an der Heißplatte oder am Auslauf können differieren, etwa durch Schlupf oder Regelungseffekte. Für belastbare Vergleiche sollten Messpunkt und Rahmenbedingungen (Papiergrammaturen, Feuchte, Flötenprofil) dokumentiert werden.

Eine regelmäßige Kalibrierung der Messmittel sowie Plausibilitätsprüfungen (z. B. Abgleich mit Querschneider-Länge und Hubfrequenz) erhöhen die Aussagekraft. Zusätzlich ist es sinnvoll, die angezeigte Bahngeschwindigkeit mit Qualitäts- und Prozessdaten (Feuchte, Temperatur, Klebstoffauftrag) zu korrelieren, um systematische Abweichungen aufgrund von Schlupf, Bahnzugänderungen oder Belagverschleiß frühzeitig zu erkennen.

Kontrolle der Durchlaufgeschwindigkeiten in der Wellpappenproduktion

Die Überwachung von Durchlaufgeschwindigkeiten in der Produktion ist entscheidend für die Erzeugung hochwertiger Wellpappe. Zu hohe Geschwindigkeiten können zu einem suboptimalen Wellbild führen und die Qualität des Endprodukts mindern. Andererseits können zu niedrige Geschwindigkeiten die Produktionskapazität und Effizienz verringern. Daher erfordert die Kontrolle der Durchlaufgeschwindigkeit ständige Aufmerksamkeit und Feinabstimmung. Neben der reinen Ist-Wert-Erfassung sind Trendanalysen, Prozessfenster und Grenzwertüberwachung wesentliche Bausteine, um reproduzierbar und materialspezifisch zu produzieren.

In modernen Linien greifen Geschwindigkeitsregelung, Bahnzugsteuerung, Temperatur- und Feuchteregelung sowie Klebstoffauftrag ineinander. Wechselwirkungen entstehen unter anderem durch:

• Rohpapierparameter: Grammatur, Steifigkeit, Feuchtegehalt und Oberflächenleimung beeinflussen Aufheizrate und Klebstoffannahme.
• Flötenprofil und Aufbau: E-, B-, C- oder Doppelwelle (z. B. BC) reagieren unterschiedlich auf hohe Geschwindigkeiten.
• Thermische Führung: Vorheizer, Dampfdruck, Heißplatten-Temperatur und Kontaktzeit müssen zur Geschwindigkeit passen.
• Klebstoffeinstellung: Viskosität, Feststoffgehalt, Leimfilmdicke und Gelierfenster sind geschwindigkeitskritisch.
• Zug- und Bahnführung: Konstante Zugspannungen vermeiden Schrumpf, Schüsseln und Bahnflattern bei höheren m/min.
• Auftragswechsel: Spleißen, Profilwechsel und Klebstoffwechsel erfordern definierte Rampen (Hoch-/Runterfahren) und stabile Regelgrenzen.
• Umgebungsbedingungen: Temperatur- und Feuchteschwankungen in der Halle beeinflussen Papierfeuchte, Klebstofftrocknung und damit die fahrbare Geschwindigkeit.
• Querprofil-Stabilität: Homogene Feuchte- und Temperaturverteilung über die Bahnbreite reduziert Kantenwellen und Verzug bei höheren Geschwindigkeiten.
• Mechanischer Zustand: Lager, Rollenbeläge, Presszonen und Führungen müssen spielfrei und sauber sein, um Schwingungen und Bahnflattern zu vermeiden.

Regelstrategien

• Geschwindigkeitsfenster: Für jedes Material-/Profil-Setup definierte Mindest- und Maximalwerte.
• Adaptive Rampen: Schonender Hochlauf zur Sicherung der Verklebung und Ebenheit.
• In-Prozess-Qualitätskontrolle: Online-Feuchte, Temperatur, Leimfilmüberwachung und Kantenkontrolle als Eingrößen für die Regelung.
• Stillstands- und Störungsmanagement: Standardisierte Prozeduren beim Wiederanlauf reduzieren Ausschuss.
• Feedforward-Strategien: Voraussteuerung der Temperatur- oder Klebstoffparameter bei Auftragswechseln stabilisiert die Verklebung während Geschwindigkeitsänderungen.
• Alarm- und Grenzwertlogik: Klare Grenzwerte, Warnstufen und automatische Reduktion der Liniengeschwindigkeit schützen vor Qualitätsverlusten.
• Rezepturen und Best Practices: Material- und profilbezogene Datensätze (Temperatur, Druck, Leimauftrag) erleichtern reproduzierbare Einstellungen im definierten Geschwindigkeitsfenster.

Einfluss der Durchlaufgeschwindigkeit auf die Qualität der Wellpappe

Die Qualität der Wellpappe ist eng verknüpft mit der Durchlaufgeschwindigkeit. Im optimalen Bereich produziert die Maschine ein Endprodukt, das sowohl stabil als auch gut geformt ist. Abweichungen in der Durchlaufgeschwindigkeit können eine Vielzahl von Problemen verursachen, einschließlich unzureichender Wellenbildung und minderwertiger Wellpappe. Eine dauerhaft zu hohe Fahrt kann die Verklebung belasten, wohingegen zu langsame Fahrt die thermische Balance verschiebt und zu Verzug führen kann.

Typische Fehlerbilder bei ungeeigneten Geschwindigkeiten sind unter anderem unvollständige Verklebung (Klebstoff nicht ausreichend geliert), Delamination, Wellenbruch, Kantenrisse, ungleichmäßiges Wellbild, Verzug (Schüsseln), übermäßiger Klebstoffdurchschlag oder raues Oberflächenbild. Nachlaufend können Stanz- und Rillqualitäten sowie Faltverhalten leiden. Auch Abmessungen der Zuschnitte (Maßhaltigkeit) werden von der Stabilität der Verklebung und der Ebenheit beeinflusst. In der Praxis empfiehlt sich eine gekoppelte Auswertung aus Liniendaten (m/min), Qualitätsergebnissen (z. B. Ebenheit, Kantenqualität) und Materialparametern, um Ursachenketten eindeutig zuzuordnen.

Einflussfaktoren im Detail

• Materialkombination: Leichte Deckenpapiere benötigen häufig geringere Geschwindigkeiten oder intensivere Vorwärmung als schwere Deckpapiere.
• Feuchte- und Temperaturprofil: Zu schnelle Fahrt bei unzureichender Durchwärmung reduziert Klebstoffwirkung; zu langsame Fahrt kann Überhitzung und Verzug begünstigen.
• Maschinenzustand: Rollenbeläge, Presszonen, Leimwerke und Bahnführungen müssen gewartet und sauber sein, um im oberen Geschwindigkeitsbereich reproduzierbar zu arbeiten.
• Klebstoffsystem: Rezeptur, Gelierfenster und Applikationsmenge müssen auf Geschwindigkeit, Papier und thermische Führung abgestimmt sein.
• Bahnbreite und Schnittlänge: Breite Bahnen und kurze Schnittlängen stellen höhere Anforderungen an Zugführung und Querstabilität bei hoher m/min.
• Aufheizstrecke: Die verfügbare Kontaktzeit auf Heißplatten und Vorheizern begrenzt die maximal sinnvolle Liniengeschwindigkeit bei dicken Profilen.

Praxisbezug und Richtwerte

Für feine Profile (z. B. E-Welle) sind höhere Bahngeschwindigkeiten unter geeigneter thermischer Führung eher erreichbar, während grobe oder mehrlagige Profile (z. B. BC) oft geringere Geschwindigkeiten erfordern, um Verklebung und Ebenheit sicherzustellen. Die konkreten Zielwerte hängen stets vom Zusammenspiel aus Papier, Klebstoff, Anlagentechnik, Umgebungsklima und geforderter Maßhaltigkeit ab.

Vor- und Nachteile von Durchlaufgeschwindigkeit

Die Durchlaufgeschwindigkeit in der Wellpappenproduktion bietet sowohl Chancen als auch Herausforderungen. Zu den Vorteilen zählt, dass eine Steigerung der Durchlaufgeschwindigkeit die Produktionskapazität erhöht - mehr Wellpappe kann in weniger Zeit hergestellt werden. Dies kann die Rentabilität des Unternehmens steigern. Allerdings ist zu berücksichtigen, dass eine Erhöhung der Durchlaufgeschwindigkeit auch die Anforderungen an die Maschinen erhöht und diese möglicherweise schneller verschleißen können. Zudem bedarf es einer genauen Überwachung der Produktionsbedingungen, damit die Qualität der Wellpappe nicht leidet. Entscheidend ist ein balanciertes Prozessfenster, das Leistung, Qualität, Energieeinsatz und Ausschuss in ein robustes Verhältnis setzt.

Weitere Aspekte sind:

• Prozessstabilität: Höhere Geschwindigkeiten erhöhen die Sensitivität gegenüber Schwankungen in Rohpapier, Feuchte oder Klebstoff; stabile Vorprozesse sind daher Voraussetzung.
• Umrüstzeiten und Loswechsel: Kurze Wechsel minimieren Stillstandszeiten und halten die effektive Durchlaufgeschwindigkeit über Schichten hoch.
• Energiebedarf: Mit der Geschwindigkeit steigen oft thermische und antriebstechnische Lasten; eine optimierte Geschwindigkeit kann Energie einsparen, wenn Ausschuss reduziert wird.
• Downstream-Fähigkeit: Stacker, Querschneider, Druck- oder Rillaggregate müssen die gewählte Geschwindigkeit sicher verarbeiten.
• Qualitätssicherung: Inline-Messungen und systematische Stichproben erhöhen die Prozesssicherheit bei hohen m/min.
• Kompetenz und Schulung: Standardisierte Bedienabläufe und Training unterstützen gleichbleibende Ergebnisse über Schichten und Materialwechsel hinweg.

Zusammenfassung:

• Die Durchlaufgeschwindigkeit definiert, wie schnell ein Produkt in einer Fertigungskette hergestellt wird. In Bezug auf Verpackungen aus Wellpappe bedeutet dies, wie schnell diese Verpackungen produziert und zur Verfügung gestellt werden können.
• Eine hohe Durchlaufgeschwindigkeit in der Herstellung von Verpackungen aus Wellpappe kann zu einer schnelleren Lieferzeit führen. Das ist besonders vorteilhaft für Unternehmen, die auf schnelle Verfügbarkeit angewiesen sind.
• Zudem spielt die Durchlaufgeschwindigkeit eine wichtige Rolle für die Wirtschaftlichkeit des Produktionsprozesses. Eine effiziente und gut optimierte Durchlaufgeschwindigkeit hilft, Kosten zu minimieren und die Rentabilität zu steigern.
• Die Wahl der passenden Geschwindigkeit hängt von Material, Flötenprofil, Feuchte- und Temperaturführung, Klebstoffeinstellung, Bahnbreite, Auftragsmix und Maschinenzustand ab; ein prozesssicheres Geschwindigkeitsfenster ist entscheidend.
• Praxisorientierte Messung und Auswertung (z. B. Ausschussquote, OEE, Störungsarten, Maßhaltigkeit) unterstützen die schrittweise Optimierung und sichern konstante Qualität bei angemessener Leistung.
• Für standardisierte Bedarfe existieren viele standardisierte Verpackungen direkt ab Lager, unabhängig davon bleibt die richtige Durchlaufgeschwindigkeit für eine gleichbleibend hohe Wellpappenqualität maßgeblich.
• Konsequent dokumentierte Material- und Prozessdaten (Papier, Klebstoff, Temperaturen, Bahnzug) erleichtern die Ableitung robuster Geschwindigkeitsregeln für wiederkehrende Setups.
• Ein wirkungsvolles Störungs- und Wiederanlaufmanagement stabilisiert Qualität und Ausbringung, insbesondere bei häufigen Auftragswechseln.