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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Messen von Eigenschaften einer beweglichen Pa- pierbahn, welche Anordnung Messeinrichungen zum Messen von. Eigenschaften einer Papierbahn und ein Stützelement zum Stützen der Papierbahn in Verbindung mit den Messeinrichtungen aufweist, wobei das Stützelement eine Stützfläche ist, die sich quer zur Laufrichtung der Papier- bahn wesentlich über die gesamte Breite der Papierbahn erstreckt.
Abschnitte, wo die Papierbahn zum Beispiel durch ein Sieb nicht gestützt wird, bezeichnet man als offene Züge. Offene Züge verursachen Flattern in der Papierbahn, und insbesondere infolge der Geschwindigkeitssteigerung von Papiermaschinen führen offene Züge leicht zu Bahnabrissen, die erhebliche Kosten verursachen. Demnach ist der Zweck, die Papierbahn in der Papiermaschine so viel wie möglich zum Beispiel mittels Siebe zu stützen. Während der Herstellung werden jedoch Bahneigenschaften gemessen, wenn sich die Bahn bewegt, was bedeutet, dass die Messungen oft ohne die Bahn stützendes Sieb durchgeführt werden müssen, falls zum Beispiel das Messverfah- ren es benötigt. Deshalb müssen offene Züge verwendet werden, um die Messung durchzuführen.
Das USA-Patent 4 194 840 offenbart ein Messgerät, das eine Konvexlinse aufweist, die ange- ordnet ist, mit der zu messenden Papierbahn in Kontakt zu sein. Das USA-Patent 3 992 100 wie- derum offenbart ein Messgerät, das eine kugelförmige Oberfläche aufweist, die mit der zu mes- senden Papierbahn in Kontakt ist und die das Messfenster umgibt. In beiden oben erwähnten Lösungen hinterlassen die mit der Papierbahn in Kontakt stehenden Mittel Schrammen und Spuren in der Papierbahn. Ausserdem können die Messmittel die Papierbahn nicht ausreichend stützen, obwohl sie in Kontakt mit der Papierbahn stehen.
Die WO-Veröffentlichung 97/10383 offenbart eine Lösung zum Stützen der Bahn während der Messung. Bei dieser Lösung werden Sensormittel, die Eigenschaften einer Papierbahn messen, in einen Wagen gesetzt, der angeordnet ist, sich quer zur Laufrichtung der Papierbahn hin und her zubewegen. Planartige Elemente, z. B. ein flexibles Band, sind in Verbindung mit dem Wagen zum Stützen der Papierbahn angeordnet. Das Band ist an beiden Rändern des Messkopfes befestigt, und eine Spule ist an beiden Seiten des Siebes angeordnet, wobei das Band je nach der Hinund- herbewegung des Messkopfes von der Spule abgewickelt und auf die Spule aufgewickelt wird.
Dabei gibt es kein Band oder anderes Element, das die Papierbahn an den Messfenstern stützt, aber innerhalb eines Messträgers wird die Papierbahn während der ganzen Messung in seitlicher Richtung des Wagens gestützt. Darüber hinaus offenbart die WO- Veröffentlichung eine Lösung zum Stützen einer Papierbahn, nachdem sie sich von dem Sieb oder Filz vor dem Messträger und nach dem Messträger vor dem Sieb abgetrennt hat. In der Veröffentlichung wird die Verwendung von Luftblasrohren, die sich über die gesamte Breite der Bahn erstrecken, und planartigen, an diesen befestigten Elementen, die eine planartige, die Bahn stützende Fläche bilden, vorgeschla- gen. Durch diese Lösungen kann das Flattern der Papierbahn verringert und die Geschwindigkeit der Papierbahn erhoht werden. Weil keine offenen Züge für die Messungen erforderlich sind.
Es ist jedoch mechanisch ziemlich anspruchsvoll, die Lösung zu verwircklichen. Weiterhin kann die Lösung in solchen Messungen nicht angewandt werden, in denen das Messgerät eine Aussicht über die gesamte Breite der Papierbahn benötigt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, mit der es möglich ist, die Papierbahn während der Messung so zu stützen, dass das Stützelement die Messung nicht beträchtlich stört oder die Messergebnisse erheblich beeinflusst.
Die erfindungsgemässe Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement planar- tig ausgebildet und unbeweglich angeordnet ist.
Die Iddee einer bevorzugten Ausführungsform ist, dass die Stützfläche wenigstens teilweise bogenfförmig gestaltet ist, so dass die von der Papierbahn mitgebrachte Luft eine Luftschicht zwischen der planartigen Stützfläche und der Papierbahn bildet. Die Idee einer anderen bevorzug- ten Ausführungsform ist, dass die Öffnung beziehungsweise die Öffnungen mit transparentem Material bedeckt ist/sind.
Ein Vorteil der Erfindung ist, dass die Papierbahn auf einfache und mechanisch sichere Weise von dem Moment an, in dem sich die Bahn von dem Sieb oder Filz abtrennt und durch den Mess- träger und an den Messsensoren vorbeiläuft, gestützt werden kann, bis die Bahn wieder durch das Sieb an der anderen Seite des Messträgers gestützt wird. Durch die planartige, unbewegliche Stützfläche kann das Flattern der Papierbahn beträchtlich verringert oder sogar völlig eliminiert werden. Wobei die für das Messen von Papiereigenschaften erforderlichen Konstruktionen keine
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Beschränkungen hinsichtlich der Geschwindigkeit der Papiermaschine auferlegen. Wenn eine Luftschicht zwischen der Stützfläche und der Papierbahn gebildet wird, wird die Papierbahn durch die planartige Stützfläche nur der durch Luftwiderstand verursachten Reibung ausgesetzt.
Somit hinterlässt die Stützfläche keine Schrammen oder anderen Spuren in der Papierbahn. Indem die Öffnungen mit transparentem Material bedeckt werden, können die Messungen durch die Öffnun- gen durchgeführt werden, aber die Oberfläche der Stützfläche ist trotzdem sehr gleichmässig aus- gebildet.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
In Zusammenhang mit dieser Beschreibung bezieht sich der Begriff "Papier" nicht nur auf Pa- pier, sondern auch auf Karton und Tissuepapier.
Die Erfindung wird in den beigefügten Zeichnungen näher erläutert, wobei:
Figur 1 schematisch eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Anordnung im Querschnitt darstellt ;
Figur 2 in perspektivischer Ansicht eine erfindungsgemässe planartige Stützfläche darstellt; und
Figur 3 schematisch eine Draufsicht auf eine andere planartige Stützfläche darstellt, die in
Verbindung mit der erfindungsgemässen Anordnung verwendet wird.
Figur 1 zeigt eine erfindungsgemässe Anordnung von einer Seite gesehen. In einer Papierma- schine wird eine Papierbahn 1 typisch hauptsächlich zum Beispiel durch Stützsiebe 2 gestützt. Die Papierbahn 1 bewegt sich während der Papierherstellung in Richtung des Pfeils A. Der Siebumlauf der Stützsiebe 2 wird mittels Siebleitwalzen 3 verwirklicht. Die Papierbahn 1 wird auf die planartige oder planare Stützfläche 4 auf dem Stützsieb 2 aufgebracht und wird weiter von der Stützfläche 4 zum nächsten Stützsieb 2 geführt.
Die Stützsiebe 2 und die planartige Stützfläche 4 werden we- sentlich in Kontakt miteinander angeordnet, d.h" so dass die Papierbahn 1 wesentlich die ganze Zeit entweder durch das Stützsieb 2 oder die Stützfläche 4 gestützt wird, was bedeutet, dass keine Lücke zwischen den Stützsieben 2 und der Stützfläche 4 vorhanden ist oder dass die Lücke so schmal ist, dass sie den Lauf der Papierbahn nicht beträchtlich verhindert. Die Stützfläche 4 ist angeordnet, sich quer zur Laufrichtung A der Papierbahn im Wesentlichen über die gesamte Breite der Papierbahn 1 zu erstrecken. Die planartige Stützfläche 4 ist wenigstens teilweise bogenförmig, so dass die von der Papierbahn 1 mitgebrachte Luft eine Luftschicht zwischen der Papierbahn 1 und der Stützfläche 4 derart bildet, dass die Papierbahn 1 wesentlich in keinem Kontakt mit der Stützfläche 4 ist.
Die Stützfläche 4 besitzt eine ebene Oberfläche, wobei die gebildete Luftschicht die Papierbahn 1 in gleichmässigem Abstand von der Oberfläche der Stützfläche 4 hält.
Öffnungen 5 sind an der Stützfläche 4 angeordnet, die sich quer zur Laufrichtung A der Papier- bahn 1 wesentlich von einem Rand der Papierbahn 1 bis zum anderen Rand erstrecken. Die Anordnung weist auch Messsensoren auf, die zum Beispiel zum Zwecke der Transmissionsmes- sung mit einem Messsender 6 auf der ersten Seite der Papierbahn 1 und mit einem Messempfän- ger 7 an der entsprechenden Stelle auf der zweiten Seite der Papierbahn 1 versehen sind. Der Messsender 6 und der Messempfänger 7 können in einem Messwagen 8 angeordnet werden. Der Messwagen 8 wiederum ist in Bezug auf einen Messträger 9 derart angeordnet, dass er sich quer zur Laufrichtung der Papierbahn hin und her auf an sich bekannte Weise bewegt. Mit Hilfe der Öffnungen 5 kann die Messung durch die Stützfläche 4 derart durchgeführt werden, dass die Stützfläche 4 keinen Einfluss auf die Messergebnisse hat.
Die Stützfläche 4 kann in Laufrichtung der Papierbahn 1 mehrere aufeinanderfolgende Öffnungen 5 aufweisen, wobei eine einzelne Eigenschaft oder verschiedene. Eigenschaften messende Messsensoren in Verbindung mit ver- schiedenen Öffnungen 5 gestellt werden können. Auch können in Verbindung mit einer Öffnung 5 wiederum mehrere verschiedene Sensoren nacheinander in Querrichtung der Papierbahn 1 be- wegt werden, was die Messung von verschiedenen Eigenschaften der Bahn oder, falls erforderlich, die Messung einer einzelnen Eigenschaft durch eine Öffnung 5 zulässt. Zu messende Eigenschaf- ten umfassen z. B. Feuchtigkeitsgehalt, Flächengewicht.
Weiterhin kann ein Messloch 10 oder können mehrere Messlöcher 10 in der Stützfläche 4 an- geordnet werden. Eigenschaften der Papierbahn 1 können mittels wesentlich unbeweglich bleiben- der Messsensoren an den Messlöchern 10 als Punktmessung gemessen werden. Zum Beispiel kann die Temperatur in der Nähe der Papierbahn 1 durch das Messloch 10 gemessen werden.
Auch Druckmesslöcher 11 können an der Stützfläche 4 angeordnet werden, in Verbindung mit
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welchen Löchern Druckmessfühler 12 angeordnet werden können. Die Druckmessfühler 12 ermög- lichen die Druckmessung in der Luftschicht zwischen der Papierbahn 1 und der Stützfläche 4 und damit auch eine Definition des Spannprofils der Papierbahn 1.
Luftblaslöcher 13 können auch an der Stützfläche 4 angeordnet werden. Luft kann mit Luft- blasmitteln 14 durch die Luftblaslöcher 13 zwischen die planartige Stützfläche 4 und die Papier- bahn 1 geblasen werden. Durch die Lufteinblasung kann die Aufführung der Papierbahn 1 und die Bildung einer Luftschicht während der Papierherstellung verbessert werden.
Eine transparente Deckung kann an den Öffnungen 5 angeordnet werden. Die transparente Deckung ermöglicht die Messung durch die Stützfläche 4 und durch die Öffnungen 5, aber gleich- zeitig vermeidet sie unstetige Stellen an der Oberfläche der Stützfläche 4, wobei die Papierbahn 1 gleichmässig und ohne Flattern über die Stützfläche 4 läuft. Die transparente Deckung kann zum Beispiel aus Glas oder Kunststoff sein.
Figur 2 zeigt die planartige Stützfläche 4 in perspektivischer Ansicht. Die Öffnungen 5 bedek- ken im Wesentlichen die gesamte Breite der Papierbahn, d. h. ihre Länge kann beispielsweise sogar 10 Meter betragen. Die Breite der Öffnungen 5 in Bezug auf die Länge ist stark beschränkt; sie können zum Beispiel einige Zentimeter breit oder schmaler sein. An der Öffnung 5 kann ein Messsensor angeordnet werden, der über die gesamte Breite der Papierbahn 1 ermittelt und die Messung über die gesamte Breite der Papierbahn mit einem Mal durchführen kann.
Figur 3 zeigt eine planartige Stützfläche 4, an der zwei Öffnungsanordnungen wesentlich über die gesamte Breite der Stützfläche 4 quer zur Laufrichtung A der Papierbahn 1 gebildet sind. Bei der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform erstreckt sich jedoch eine Öffnung 5 nicht von einem Rand der Papierbahn bis zum anderen, sondern zwischen den Öffnungen befinden sich Stützen 15. Durch die Stützen 15 kann eine stabile Struktur der Stützfläche 4 erzielt werden. Natürlich können Eigenschaften der Papierbahn 1 an den Stellen die Stützen 15 nicht gemessen werden, wenigstens nicht mit Hilfe einer Transmissionsmessung.
Die Stützen 15 können jedoch so schmal ausgebildet werden, dass Unterbrechungen in den Messungen der Länge der Stützen 15 so kurz sind, dass sie die Messergebnisse nicht erheblich beeinträchtigen und dass eine Unterbrechung im Messprofil an den Stützen 15 keine Probleme verursacht. Die nächsten Öffnungen 5 in Bezug auf die Laufrichtung A der Papierbahn 1 können jedoch versetzt mit den vorhergehenden Öffnungen 5 angeordnet werden, so dass es wenigstens an den vorhergehenden Stützen 15 eine Öffnung gibt, wobei die Stellen, die nicht an den ersten Stützen 15 gemessen werden konnten, von anderen Öffnungen 5 gemessen werden können.
Die Zeichnung und die dazugehörige Beschreibung dienen lediglich zur Veranschaulichung der Idee der Erfindung. Die Einzelheiten der Erfindung können im Rahmen der Patentansprüche variie- ren. Demnach kann je nach der Messstelle und den zu messenden Eigenschaften die planartige Stützfläche 4 entweder unter oder auf die bewegliche Papierbahn 1 gestellt werden. Darüber hinaus kann die planartige Stützfläche 4 nicht nur in Transmissionsmessung sondern auch in Reflexionsmessungsanwendungen verwendet werden. Alles in allem eignet sich die Erfindung insbesondere für sehr schnelllaufende Papiermaschinen, die sogar mehr als 2200 Meter Papier pro Minute herstellen können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Anordnung zum Messen von Eigenschaften einer beweglichen Papierbahn, welche Anord- nung Messeinrichtungen zum Messen von Eigenschaften einer Papierbahn (1) und ein
Stützelement zum Stützen der Papierbahn (1) in Verbindung mit den Messeinrichtungen aufweist, wobei das Stützelement eine Stützfläche (4) ist, die sich quer zur
Laufrichtung (A) der Papierbahn wesentlich über die gesamte Breite der Papierbahn (1) erstreckt und wenigstens eine Öffnung (5) zum Messen von Eigenschaften der Papierbahn aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (4) planartig ausgebildet und unbeweglich angeordnet ist.
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