Die Systeme zur Regelung der Bahnspannung mit einem Tänzer spielen eine wesentliche Rolle bei der Aufrechterhaltung einer konstanten Bahnspannung beim Durchlaufen einer Bahn. Zur Sicherung der Produktqualität bei der Verarbeitung des Bahnmaterials gewährleisten Tänzer eine stabile und optimierte Bahnspannung. Mit einem korrekt ausgelegten Tänzersystem werden die gegebenen Anforderungen erfüllt und andere bei der Verarbeitung auftretenden Probleme vermieden und somit eine einwandfreie Spannungsregelung garantiert. Eine mangelhafte Qualität der aufgewickelten Rollen durch Ineinanderschieben, sternförmige Risse oder unrunde Bahnen sowie andere Rollenfehler können durch ein entsprechend ausgelegtes Tänzersystem vermieden werden.
Bestandteile eines Tänzersystems
Beim Ab- und Aufwickeln muss die Bahnspannung stets auf dem richtigen Wert konstant gehalten werden und Tänzersysteme sorgen für die hierfür erforderliche Regelung. Ein Tänzersystem besteht im Wesentlichen aus einer an einem vorbelasteten Arm sitzenden Spannwalze. Die von ihr auf das Material ausgeübte Belastung und ihre Position hängen von der für den Auf- und Abwickelprozess erforderlichen Bahnspannung ab. Die Ausführung des Tänzers ist daher für die Produktqualität eines mit Materialbahnen arbeitenden Verfahrens ausschlaggebend.
Bahnspannungszonen
Jedes System verfügt über eine Reihe von Zonen, in denen die Bahnspannung geregelt werden muss, um die Qualität und die Produktivität zu gewährleisten. Diese Spannungszonen sind Bereiche zwischen zwei Stellen innerhalb einer Bahn, wo die Spannung eingestellt oder beeinflusst kann. Jede Spannungszone ist eindeutig bestimmt und muss eine unabhängige Rückkopplungsschleife besitzen, um das korrekte Spannungsniveau aufrechtzuerhalten. Normalerweise gibt es drei Spannungszonen, in denen eine Regelung erforderlich ist – die Abwickel-Spannungszone, die Zwischen-Spannungszone und die Aufwickel-Spannungszone. So befindet sich zum Beispiel die Abwickel-Spannungszone zwischen dem Abwickelantrieb und dem Master-Antrieb. Der Verarbeitungsprozess erfolgt zwischen dem Master-Antrieb und dem Slave-Antrieb in der Zwischenspannungszone.
Systeme mit geschlossenem Regelkreis
Innerhalb jeder Zone gibt es zwei Systeme für die Spannungsregelung – mit offenem oder geschlossenem Regelkreis. Tänzer werden in Systemen mit geschlossenem Regelkreis eingesetzt. Obwohl es verschiedene Ausführungen gibt, wie z. B. Schwenkarm, linear und rotierend, haben alle Tänzerspannungsregler bestimmte Gemeinsamkeiten. Zum einen besitzen sie alle Spannwalzen und in einer Richtung vorbelastete Arme, da diese durch die laufende Bahn in die entgegengesetzte Richtung gedrückt werden. Zum anderen, wenn eine Bahn über eine Tänzerwalze gezogen wird, bewegt sich diese durch die auf sie einwirkende Belastung, d.h. durch die Änderung der Bahnspannung.
Tänzer-Potentiometer
Die Position eines Tänzers wird von einem Sensor überwacht, der den Antrieb erkennt und regelt. Wenn die Bahnspannung zu- oder abnimmt, ändert sich die Position der Tänzerwalze und der Sensor, das Tänzerpotentiometer, wird aktiviert. Der Sensor signalisiert dem System das Drehmoment, in diesem Fall Drehzahl, entweder zu erhöhen oder zu verringern, damit der Tänzer in seine ursprüngliche Position zurückkehren kann. Eigentlich ist hier der Tänzer mehr ein Positionsregler als ein Bahnspannungsregler. Durch die Regelung der Bahngeschwindigkeit halten die Tänzer die Bahnspannung auf einem bestimmten Wert.
Vorteile der Tänzer-Bahnspannungsregelung
Ein großer Vorteil einer Tänzerregelung besteht darin, dass bei ihm aufgrund der größeren Bahnlänge in der Maschinenrichtung eine größere Speicherungsfähigkeit innerhalb der Bahn gegeben ist. Hierdurch kann die Bahn gewisse Spannungsschwankungen, die durch verschiedene Einflüsse, wie unrunde Rollen, hervorgerufen werden, besser absorbieren. Durch diese Absorption von Spannungschwankungen innerhalb der entsprechenden Zonen wird die Bahnspannung nach dem Tänzer gleichmäßig aufrechterhalten. Dies ergibt man auch eine gewisse mechanische Stabilität bei der Verarbeitung großer Rollen während des Abwickel- und Aufwickelvorgangs.
Das Bahnmaterial kann von sehr dünnen Folien und Kunststoffen bis hin zu einer Vielzahl von Textilien, Papieren, Metallen und Verbundwerkstoffen variieren. Gemäß Definition ist eine Bahn eine fortlaufende Länge eines von einer Rolle kommenden, flexiblen und dünnen Materials oder von Materialstreifen. Es ist das Endziel, die Spannung der Bahn beim Auf- und Abwickeln des Materials konstant zu halten. Die Tänzerregelung ist für die Aufrechterhaltung der Bahnspannung und für die Positionierung des Materials während seiner Verarbeitung in der Maschinenanlage unerlässlich. Ohne die richtige Spannung kann eine Bahn nicht kontrolliert werden.
