22.01.21 – Ab-, Auf- und Umspulen

15 Jahre Innovationen

Supertek begeistert seit 15 Jahren seine Kunden mit maßgeschneiderten Lösungen zum Ab-, Auf- und Umspulen von feinsten, runden oder flachen Drähten und Fasern.

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Gerd Janssen präsentiert automatische Aufspulmaschine. © Supertek

 
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Perfekte Verlegung mit Positionsscanner „MPS“. © Supertek

 
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Angefangen hat alles im Gründungsjahr 2005 in einer kleinen Werkstatt in Ostfriesland, in der Seehafenstadt Emden. Schon damals erkannte der Gründer und Geschäftsführer Gerd Janssen, dass die Grundlage zum optimalen Ab-, Auf- und Umspulen in der exakten Zugkraft- bzw. Bahnspannungsregelung liegt.

Die konventionellen Lösungen wie das Bremsen, die Drehmomentregelung, Messzellen oder pneumatisch betriebene Tänzer erfüllten die besonderen Anforderungen nicht. Aus diesem Grund entwickelte Gerd Janssen den innovativen und patentierten elektromagnetischen Tänzer, mit dem eine exakte Zugspannungsregelung, eine Auflösung von 1mN und eine hohe Bandbreite realisierbar sind. Die Zugkraft wird einfach digital eingestellt.

Der erste Messeauftritt 2008 auf der „wire” in Düsseldorf mit der Markteinführung des elektromagnetischen Tänzers und der ersten vollelektronischen Umspulanlage war ein großer Erfolg und der Durchbruch für Supertek.

Durch das stetige Wachstum expandierte Supertek schnell und es entstand ein Team aus mehr als 20 Mitarbeiter mit Experten, Ingenieuren und Querdenkern, insbesondere aus dem Bereich der Elektrotechnik, Informatik und des Maschinenbaus. Nur vier Jahre später, im Jahr 2012, wurde ein neues Firmengebäude mit über 1000 m² Bürofläche, moderner Werkstatt und Montagehalle in der Nesserlander Strasse 120, in Emden, gekauft und bezogen.

Unzählig viele Drähte, Fasern und Lichtwellenleiter werden mit exakter Zugspannung seit der Markteinführung 2008 des ersten elektromagnetischen Tänzers mit der Typbezeichnung „EDL50“ gespult. Zehn Jahre später wird 2018 das Erfolgsmodell „EDL50“ von seinem Nachfolgermodell „EDL60“ abgelöst. Der „EDL60“ hat eine noch höhere Bandbreite und Dynamik mit Zugspannungen von 100 mN bis 6000 mN. Mit dem „EDR10“ wurde im gleichen Jahr ein weiterer elektromagnetischer Tänzer auf dem Markt gebracht, der für die Reglung besonders geringer Zugspannungen zwischen 0 mN bis 1000 mN für feinste Drähte, beispielsweise in Glühofenanwendungen und sogar zum Spulen von Spinnenseide, seitdem schon diverse Male erfolgreich eingesetzt wurde.

Die zweite Grundlage zum perfekten Aufspulen ist das exakte Verlegen der Drähte oder Fasern auf den unterschiedlichen zylindrischen oder konischen Trägerspulen.

Etwaige Probleme wie z. B. Regelabweichungen, die durch die Zykluslaufzeit herkömmlicher SPS-Systeme hervorgerufen werden, konnte Gerd Janssen mit seinem damals noch kleinen Team durch die eigene Entwicklung einer speziellen Microcontrollereinheit eliminieren.

Durch die Microcontrollereinheit von Supertek, kurz MCU, wird die Verlegersteigung perfekt zur Spulendrehzahl synchronisiert.

Somit konnte sich Supertek mit seinem elektronischen Verleger gegenüber den im Markt bestehenden Rollringgetrieben behaupten und sich auf dem Gebiet der elektronischen Verlegesysteme erfolgreich etablieren.

Flachdrähte müssen idealerweise geradlinig und stressfrei gespult werden. Aus diesem Grund wurden elektronische Verlegesysteme entwickelt, die die gesamte Spule des Abwicklers und Aufwicklers elektronisch traversieren können. 2010 wurde der erste Multiwickler von Supertek auf der Messe „wire“ in Düsseldorf vorgestellt und seitdem stets weiterentwickelt und weltweit verkauft. Der Multiwickler traversiert den gesamten Spulenantrieb mit der Spule, die von einer Welle getragen wird. Hierbei stehen zwei Versionen zur Verfügung: Einerseits mit klassisch drehender Welle und andererseits mit stehender Welle zur Aufnahme von Spulen mit hoher Masse, die nur noch über eine Mitnehmerscheibe des Spulenantriebs angetrieben wird. Die entsprechenden Schnellverschlüsse für die unterschiedlichen Wellen- und Spulentypen hat Supertek gleich mitentwickelt, da die auf dem Markt befindlichen Spannelementen den hoch gestellten Anforderungen nicht genügten. Die Vorteile der Schnellverschlüsse wurden schnell erkannt, so dass die Verschlüsse von Supertek zu einem eigenen Selbstläufer wurden.

Die präzise Zugspannungsregelung und die exakte Verlegersteuerung sind zwei wesentliche Grundbausteine zum Ab-, Auf- und Umspulen.

Der dritte Grundbaustein fehlt aber noch: Die Erfassung des Ist-Zustands und die aktive Regelung in Echtzeit. Warum? Jedes Produkt, ob runde oder flache Drähte, Fasern, zylindrische oder konische Spulen, hat Toleranzen und diese müssen im Spulprozess kontinuierlich erfasst und intelligent verarbeitet werden.

Diese Herausforderung hat sich Supertek in den letzten fünf Jahren mit intensiver Entwicklungsarbeit gestellt und ein ganzheitliches sowie ineinandergreifendes System als Baukasten entwickelt.

In der anfänglichen Entwicklungsphase wurden unterschiedlichste Sensoren getestet und geprüft, die aber immer nur für spezifische Anwendungen und Sondermaschinen verwendet werden konnten. Aus diesem Grund entschied sich Gerd Janssen für die Entwicklung von zwei berührungslosen Sensoren ohne Kompromisse: Ein Positionsscanner für die Positionsbestimmung unterschiedlichster Drähte und Fasern und einen Sensor zum 3D-Scannen unterschiedlichster Spulentypen, sowie die intelligente Integration in die Hard- und Software und das Ganze individuell für jede Kundenanforderung parametrisierbar. Gesagt, getan.

Zum berührungslosen Detektieren von reflektierenden oder absorbierenden Materialien unterschiedlichster Abmessungen wurde von Supertek ein Positionsscanner mit der Typbezeichnung „SWMPS“ entwickelt. Die Position von unterschiedlichsten Drähten und Fasern mit einem Durchmessen zwischen 10µm und 4mm kann innerhalb eines weiten Erfassungsbereichs von 50 mm genau bestimmt werden. Der Positionsscanner SWMPS ermöglicht zum einen das geradlinige Abspulen diverser Rund- und Flachdrähte und das lagenoptimierte Aufspulen von Drähten unterschiedlichster Legierungen, Glasfasern und Filamenten in Kombination mit den traversierenden Spulenantrieben von Supertek.

Zum berührungslosen und kontinuierlichen Scannen von zylindrischen und konischen Spulen wurde der 3D-Spulenscanner mit der Typbezeichnung „SWTDS” von Supertek entwickelt.

Der Scanner eignet sich zum kontinuierlichen Abtasten der Spulengeometrie und ist somit einsetzbar zum automatischen Verlegen des Materials auf unterschiedlichsten Spulengeometrien. Die automatische Flanschabtastung zur Detektion der Umschaltpunkte und die automatische Optimierung und Kontrolle des Wickelbildes wird mit dem 3D-Spulenscanner SWTDS für unterschiedlichste Spulentypen und Drahtlegierungen gewährleistet.

Im Zeitalter von Industrie 4.0 ist es unumgänglich, alle Prozesse intelligent zu digitalisieren und zu automatisieren. Zum Ab-, Auf- und Umspulen ist Supertek die intelligente Digitalisierung erfolgreich gelungen. Die Parametrisierung erfolgt über alle gängigen Kommunikationsstandards, wie Ethernet, Profinet, Ethercat usw. Durch die digital einstellbare genaue Zugkraftregelung mit den elektromagnetischen Tänzern, der vollelektronischen Verlegung und den Positions- bzw. Spulenscannern zum geradlinigen und lagengenau Spulen sind alle erforderlichen Prozesse reibungslos und digital umsetzbar. Doch für Gerd Janssen war das noch nicht genug. Ein automatischer Spulenwechsel ist mit den herkömmlichen Wellen und Schnellverschlüssen hinderlich.

Seine Lösung: Ein vollelektronisches Verlegesystem mit einer automatisch verstellbaren zweiseitigen Spulenaufnahme für unterschiedlichste Spulentypen, welches auch für einen einfachen automatischen Spulenwechsel, beispielsweise durch einen Roboter, geeignet ist.

Weiterhin sollen alle Produkte im Sinne eines Baukastensystems individuell kombinierbar und dem Kunden schnell und kostengünstig zur Verfügung stehen.

Mit dieser Vision hat Gerd Janssen zusammen mit seinem Team mit der Entwicklung der letzten Jahre rechtzeitig zum 15-jährigen Betriebsjubiläum im August 2020 das Ergebnis präsentiert:

Ein schnell verfügbares, kostengünstiges Baukastensystem zum individuellen Zusammenstellen für hochinnovative, semiautomatische oder vollautomatische Ab-, Auf- und Umspulmaschinen, optimiert für unterschiedlichste Runddrähte, Flachdrähte, Fasern, Lichtwellenleiter, Filamente und Bänder, auf verschiedenste zylindrische oder konische Spulen mit besten Wickelergebnissen und Spulenbildern.

Supertek GmbH
Nesserlander Straße 120, 26723 Emden
Ansprechpartner ist Matthias Siefken
Tel.: +49 4921 93690-16
matthias.siefken@supertek.de
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