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Vorrichtung und Verfahren zum Schneiden der Bahn in einer Faserbahnmaschine
Gegenstand der Erfindung ist eine zum Schneiden der Faserbahn in einer Faserbahnmaschine bestimmte Vorrichtung, die wenigstens eine in Querrichtung der Faserbahnmaschine bewegliche Düseneinheit zum Schneiden bzw. Durchtrennen der Bahn mit einem unter Druck stehenden fluidförmigen Medium umfasst. Weiter betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren.
In kontinuierlich arbeitenden Faserbahnmaschinen, wie zum Beispiel Papier- und Kartonmaschinen, deren Streichmaschinen wie auch Zellstoffmaschinen, ergibt sich von Zeit zu Zeit der Bedarf, einen Bahnschnitt oder eine Bahndurchtrennung durchzuführen. Dieser Bedarf ist nicht auf eine bestimmte Position beschränkt, sondern kann in mehreren verschiedenen Positionen in Maschinenrichtung auftreten. Als Beispielsituation sei das nach einem Bahnabriss erforderliche Durchtrennen der Bahn genannt. Bei einem Bahnabriss sollte die Bahn möglichst schnell und kontrolliert über ihre gesamte in Maschinenquerrichtung gemessene Breite durchtrennt werden, damit ihr Weiterlauf in Maschinenrichtung unterbrochen und sie möglichst nahe bei der Abrissstelle dem Ausschuss zugeführt werden kann.
Schnelles und unter Kontrolle erfolgendes Durchtrennen der Bahn ist zum Beispiel insofern eine kritische Massnahme, als eine in ihrer Querrichtung nur teilweise abgerissene Bahn an Maschinenkomponenten, wie zum Beispiel Runnability-Komponenten und/oder Geweben der Trockenpartie, unter Umständen ernste Schäden verursachen kann. Gelangt die gerissene Bahn in übereinander gefaltetem Zustand zwischen Zylinder und Trockengewe - be, so können die Folgen eine Beschädigung des Gewebes und, muss dieses ausgewechselt werden, eine mehrstündige Produktionsunterbrechung sein. Ausserdem verursacht ein Bahnabriss bei schnellen Maschinen im Handumdrehen eine grosse Menge Ausschuss. Der Ausschuss sollte möglichst schnell einer sachgemässen Ausschussbehandlung zugeführt werden, damit das Bahnaufführen oder die Runnability durch die Ausschussmenge nicht erschwert bzw. beeinträchtigt wird.
Ausserdem kann sich in der Maschinenhalle ansammelnder Ausschuss Feuergefahr bedeuten. Alle vorgenannten Umstände machen eine sichere, zuverlässige Bahndurchtrennung notwendig.
Aus dem Stand der Technik kennt man mehrere Lösungen zum Schneiden der Bahn auf der Basis des Wasserstrahlschneidens, bei dem aus einer Düse ein die Bahn durchtrennender Hochdruckmediumstrahl auf die Bahn gelenkt und die Düseneinheit dabei in Maschinenquerrichtung bewegt wird. Es sei zum Beispiel auf das Fl-Patent 113258, die EP- atentanmeldung 1022381, die USPatentschrift 5,360,179, die EP-Patentanmeldung 0067051, die WO-Offenlegungsschrift 92/06913 und die US-Patentschrift 6,508,429 verwiesen. Alle diese Lösungen sind mit zahlreichen Problemen vor allem bezüglich ihrer Funktionstüchtigkeit und Dauerhaftigkeit, die ihre Ursache in der Bewegung und dem relativ hohen Schneiddruck haben, verbunden.
Befindet sich die Bahndurchtrennungsstelle in Maschinenrichtung zum Beispiel innerhalb der Trockenhaube, so ergeben sich ausserdem aus der Hitze (Temperatur zum Beispiel ständig +120 bis +180[deg.]C) Anforderungen an die Dauerhaftigkeit und BetriebsZuverlässigkeit der Komponenten der Schneidvorrichtung.
Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine zum Schneiden der Bahn in einer Faserbahnmaschine dienende Vorrichtung zu schaffen, die in ihrer Konstruktion und Funktionsweise einfach ausgebildet ist und mit der sich die Bahn zum Beispiel schnell und zuverlässig durchtrennen lässt. Die kennzeichnenden Merkmale der erfindungsgemässen Vorrichtung sind im Patentanspruch 1 angegeben. Die Erfindung betrifft ausserdem ein zum Schneiden der Bahn dienendes Verfahren, dessen kennzeichnende Merkmale im Patentanspruch 14 zusammengestellt sind.
Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung weist die in Maschinenquerrichtung bewegliche Düseneinheit einen auffüllbaren Behälter für ein unter Druck stehendes fluidförmiges Medium, mit dem die Bahn zum Beispiel durchtrennt werden kann, auf. Das die Bahn schneidende bzw. durchtrennende Medium kann also im Voraus fertig in die Düseneinheit eingefüllt werden, so dass die Düseneinheit beim Durchtrennen der Bahn nicht in Verbindung zu einer ausserhalb der sich in Maschinenquerrichtung bewegenden Düseneinheit befindlichen Mediumquelle zu stehen braucht, da ja das die Bahn durchtrennende Medium von der Düseneinheit mitgeführt wird.
Infolge dieser Lösung vereinfacht sich die Konstruktion der Vorrichtung wesentlich, und auch ihre Betriebszuverlässigkeit nimmt zu, weil ja beim Schneiden bzw. Durchtrennen der Bahn der Düse das Medium nun schlauchlos zugeführt werden kann. Somit erübrigt sich an der Vorrichtung und/oder an der Führeroder der Antriebsseite der Maschine das Ab- bzw. Aufwickeln von Mediumzufuhrschlauchmitteln während sich die Düseneinheit in Maschinenquerrichtung bewegt. Die Vorrichtung ist auch unempfindlich gegen hohe Temperaturen, da ja dank dem Behälter der Einsatz zum Beispiel flexibler Mediumzuführschläuche, die bei den Lösungen nach dem Stand der Technik in regelmässigen Zeitabständen ausgewechselt werden mussten, vermieden wird. - -
Nach einer Ausführungsform kann der Behälter aus einem sich zusammen mit der Düseneinheit bewegenden Druckakkumulator bestehen, in den das fluidförmige Medium vor dem Schneiden bzw. Durchtrennen eingefüllt worden ist. Der Düseneinheit ist an der Vorrichtung eine Andockstation, im Folgenden "Heimatstation" genannt, zugeordnet, in der der Behälter bei angedockter Düseneinheit über Anschlussmittel aufgefüllt werden kann. In angedocktem Zustand kann trotz der anzuwendenden relativ hohen Drücke und der mit dem Auffüllen des Behälters verbundenen relativ grossen Kräfte ein sicheres Auffüllen des Behälters durchgeführt werden. Der Andockmechanismus ist sowohl konstruktions- wie auch funktionsmässig sehr einfach und betriebssicher.
Nach einer Ausführungsform kann die Düseneinheit, nachdem der Behälter in der Heimatstation aufgefüllt worden ist, durch Lösen der Schnellkupplung aus dem Andockzustand in Bereitschaftsstellung gebracht werden. Dabei kann die Schnellkupplungshälfte, d.h. der Auffüllstutzen der Düseneinheit weiter mit der Schnellkupplungshälfte, d.h. dem Auffüllstutzen der Heimatstation im Eingriff bleiben, wodurch die Schnellkupplung zum Beispiel vor Verschmutzung geschützt wird. Verschmutzung der Auffüllstutzen kann zu einem Problem werden, da die Vorrichtung ja doch nur relativ selten eingesetzt werden muss und sich an den Kupplungen, stehen sie lange Zeit an der gleichen Stelle, unter Umständen Schmutz ansammeln kann.
Saubere Kupplungen gewährleisten bei Auffüllbedarf einen sicheren Anschluss des Behälters an den Auffüllstutzen der Heimatstation und verbessern so die Wartungsfreiheit der Vorrichtung.
Nach einer weiteren Ausführungsform kann das Bewegen der Düseneinheit in Maschinenquerrichtung ohne ständige Verbindung zu den Enden der Bewegungsbahn, d.h. ohne die aus dem Stand - -
der Technik bekannten Seile und Ketten erfolgen. Dabei können sich die Bewegungsmittel der Düseneinheit zum Beispiel lediglich an den Enden der Bewegungsbahn befinden. Mit diesen Bewegungsmitteln kann die Düseneinheit an dem einen, d.h. ersten Ende der Bewegungsbahn in Bewegung versetzt, am anderen Ende der Bahn in Empfang genommen und vom anderen Ende aus eventuell zum ersten Ende zurückgeschickt werden. Dadurch wird die Konstruktion der Vorrichtung weiter vereinfacht. Die sonstigen mit der Erfindung erzielbaren zusätzlichen Vorteile gehen aus dem Beschreibungsteil, die charakteristischen Merkmale aus den Patentansprüchen hervor.
Die Erfindung, die nicht auf die folgend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Einzelnen beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 als Beispiel den Einsatz der erfindungsgemässen Vorrichtung in der Trockenpartie einer Faserbahnmaschine;
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel des Rahmens der Vorrichtung in abstrahierter Form;
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel der Düseneinheit der Vorrichtung;
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel der Heimatstation der Düseneinheit;
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel des Schaltschemas der Vorrichtung; - -
Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung von unten betrachtet;
Fig. ein Ausführungsbeispiel der in ihren Führungen befindlichen Düseneinheit seitlich betrachtet, Rahmen im Schnitt;
Fig. 8 u. 9 ein Ausführungsbeispiel der Verwirklichung des Bewegungsmechanismus an den beiden Enden des Rahmens der Vorrichtung;
Fig. 10 ein Ausführungsbeispiel des Andockens der Düseneinheit an die Heimatstation;
Fig. 11 ein Ausführungsbeispiel des SequenzSchemas (AblaufSchemas) der erfindungsgemässen Vorrichtung;
Fig. 12 eine andere Art der Verwirklichung des Bewegungsmechanismus der Düseneinheit.
Fig. 1 zeigt als Prinzipzeichnung ein Beispiel der Trockenpartie 50 einer Faserbahnmaschine seitlich betrachtet. Bei der Faserbahnmaschine kann es sich zum Beispiel um eine Papieroder Kartonmaschine, eine Zellstoffmaschine oder eine Tissuemaschine oder eine zu einer solchen Maschine gehörende beziehungsweise für die mit solchen Maschinen hergestellten Produkte erforderliche Ausrüstungseinheit handeln. Als besondere Anwendungsobjekte der Erfindung können zum Beispiel die Kartonmaschinen und deren Trockenpartie (n) 50 genannt werden, bei denen die herzustellende Bahn W zum Beispiel im Vergleich zu den Druckpapiersorten eine relativ grosse flächenbezogene Masse (zum Beispiel 120 - 300 g/m<2>) haben kann. Es sei jedoch betont, - -
dass die Erfindung ebenso gut auch auf andere Bahnsorten herstellende Faserbahnmaschinen wie auch auf andere Teilgesamtheiten bzw. Sektionen der Maschine als die in vorliegender Anmeldung als Anwendungsbeispiel angeführte Trockenpartie 50 angewendet werden kann. Als weitere Anwendungsobjekte der Vorrichtung 10 seien die Presse und der Aufroller genannt.
In Fig. 1 ist ein Beispiel der Anordnung der Vorrichtung 10 in der Trockenpartie 50 einer Kartonmaschine gezeigt. Die Trockenpartie besteht hier aus hintereinander angeordneten Trockengruppen 51, 52.1, 52, in denen in verschiedenen Ebenen rotierende zylindrische Körper 53, 54, 53", 54', über die die Bahn W geführt wird, abwechselnd angeordnet sind. Bei Einsiebführung 51, mit der eine oder mehrere Gruppen hinter der der Trockenpartie vorangehenden (nicht dargestellten) Pressenpartie ausgestattet sein können, sind in der oberen Reihe der Gruppen beheizte Trockenzylinder 54 und in der unteren Reihe Umlenkwalzen 53 angeordnet. Bei Zweisiebführung 52.1, 52 sind in der oberen und unteren Reihe beheizte Trockenzylinder 54 angeordnet. Die Trockengruppe 51, 52.1, 52 ist durch den Trockengewebe-Kreislauf definiert. Die Trockenpartie 50 ist unter der Trockenhaube 55 angeordnet.
Wie in dem Nebenbild in Fig. 1 dargestellt, ist die Vorrichtung 10 so am Ende der Einsiebführung 51 angeordnet, dass das Durchtrennen der Bahn W im Bereich der Einsiebführung der Trockenpartie 50 zum Beispiel gegen eine hinter der Bahn laufende Stütze erfolgen kann. Diese Stützfläche kann für das fluidförmige Medium entweder undurchlässig oder aber teilweise durchlässig sein. Die Stützfläche kann aus einer Walze 53" oder einem Trockengewebe oder, wie bei dieser Ausführungsform, aus beiden bestehen. Allerdings ist eine Stützfläche keineswegs erforderlich. Die Schneidstelle kann sich zum Beispiel an ei nem aufsteigenden Abschnitt der Bahn befinden.
Im dargestellten Fall ist die Vorrichtung 10 vor dem letzten Trockenzylinder 54' der Einsiebführung 51 angeordnet und dieser Zylinder 54" hat zum Beispiel einen Schaber 33, der den Ausschuss der Ausschussbehandlung 56 zuführt. Die Ausschussbehandlung 56 kann zum Beispiel aus einem Ausschussförderer oder, wie zum Beispiel in Verbindung mit einem Aufroller, auch aus einem Pulper bestehen. Bei Anordnung am Ende der Einsiebführung besteht die Möglichkeit, mit der Vorrichtung 10 grössere Schäden, die die in der Trockenpartie abgerissene Bahn 57 in der nachfolgenden Doppelsiebführung 52.1, 52 verursachen könnte, zu verhindern.
Fig. 2 zeigt in abstrahierter Form ein Ausführungsbeispiel der Rahmenkonstruktion 11 der Vorrichtung 10. Der Rahmen 11 der Vorrichtung 10 kann aus einem langgestreckten, in Querrichtung der Trockenpartie 50 verlaufenden Kastenprofil bestehen, an dem wenigstens eine in Querrichtung der Trockenpartie 50 bewegliche Düseneinheit 13 angeordnet ist, und dieser Rahmen 11 ist in der Trockenpartie 50 in einer Bahndurchtrennungsposition nach Wahl angeordnet. Unter Querrichtung ist hier die zur Laufrichtung der Bahn rechtwinklige Richtung zu verstehen. Der Rahmen 11 kann zum Beispiel an beiden Enden etwa an der Stuhlung der Trockenpartie 50 abgestützt sein.
Der Rahmen 11 kann sich von einem Seitenrand der Trockenpartie 50 bis zum entgegengesetzten Rand erstrecken. Auch wenn in Fig. 2 nur eine Düseneinheit 13 dargestellt ist, so kann die Vorrichtung 10 dennoch auch zwei solche Einheiten 13 haben. Die Vorrichtung kann allerdings auch mit nur einer Düseneinheit 13 ausgestattet sein, wenngleich mit zwei Einheiten 13, 27 (Fig. 7-9 und 11) ein sichereres Funktionieren erreicht wird. Dabei kann dann an beiden Enden 41, 42 des Rahmens 11 je - -
eine Antriebsvorrichtung 14 zum Bewegen der Düseneinheit 13 in Längsrichtung des Rahmens 11 angeordnet sein. Der Bewegungsmechanismus der Düseneinheit 13 als solcher wird weiter unten in dieser Beschreibung behandelt. Weiter kann an beiden Enden 41, 42 des Rahmens 11 je eine Heimatstation für die Düseneinheiten angeordnet sein.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Düseneinheit 13 der Vorrichtung 10 schräg von rechts hinten betrachtet. Die zum Schneiden der Bahn bestimmte Vorrichtung 10 hat wenigstens eine am Rahmen 11 angeordnete, in Querrichtung der Trockenpartie 50 bewegliche Düseneinheit 13. Die Düseneinheit 13 hat einen wagenartigen Rumpf 31, an dem wenigstens eine Düse 29 angeordnet ist. Mit der Düse 29 kann die Bahn mit Hilfe eines unter Druck stehenden fluidförmigen Mediums so geschnitten bzw. durchtrennt werden, dass über die Düse 29 Medium aus kurzer Entfernung zum Beispiel am Ende der Einsiebführung 51 der Trockenpartie 50 gegen die vom Trockengewebe abgestützte Bahn geleitet wird. Befindet sich das Trockengewebe an der Schneidstelle nicht mehr im Kontakt zur Walze 53", so ist der die Bahn stützende Hintergrund an der Schneidstelle halbdurchlässig.
Dadurch wird das Gewebe durch den Schnitt weniger belastet.
Die Düseneinheit 13 hat einen auffüllbaren Behälter 15 für das unter Druck stehende fluidförmige Medium, der mit der zur Düseneinheit 13 gehörenden Düse 29 in Verbindung steht. Somit ist also die Düseneinheit 13 selbst mit einer Reserve an druckbeaufschlagtem Medium versehen. Nach einer Ausführungsform kann der Behälter zum Beispiel aus einem am beweglichen Wagenrumpf 31 befestigten Druckakkumulator 15 bestehen. In diesem auffüllbaren Behälter 15 bewegt sich somit das fluidförmige Medium, mit dem die Bahn durchtrennt wird, ständig mit - der Düseneinheit 13, so dass diese Einheit 13 also, während sie sich in Querrichtung der Trockenpartie 50 bewegt und die Bahn durchtrennt, im Wesentlichen abgekoppelt von der externen Druckmediumquelle 18 (Fig. 5) ist, d.h. nicht an diese angeschlossen ist.
Dadurch wird die Vorrichtung 10 in ihrer technischen Verwirklichung wesentlich vereinfacht und damit auch betriebszuverlässiger. Zwischen dem Druckakkumulator 15 und der Düse 29 ist ein Ventil 23 angeordnet.
Der Druckakku 15, die Düse 29 und das Ventil 23 können von herkömmlicher, zum Beispiel aus dem Stand der Technik bekannter Art sein. Das Fassungsvermögen des Druckakkus 15 kann zum Beispiel 0,3-2 Liter, bevorzugter 0,5-0,99 Liter, jedenfalls unter 1 Liter betragen. Ein solcher Akku 15 hat ein überraschend niedriges Gewicht von zum Beispiel 10-20 kg. Die Düse 29 kann zum Beispiel eine Weite von 0,6 mm haben, mit der auf kurze Entfernung sogar bei einer Bahn von Kartondicke eine saubere und zuverlässige Durchtrennung erzielt wird. Der Abstand der Düse 29 von der Bahn kann etwa 10-30 mm, zum Beispiel 15 mm betragen.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Heimatstation 16 der Düseneinheit 13 und Fig. 5 zeigt in Form eines Schaltschemas ein Beispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung 10, insbesondere der Düseneinheit 13 und der Heimatstation 16. Die Heimatstation 16 kann sich zum Beispiel ausserhalb der Trockenhaube 55 oder auch innerhalb dieser Haube 55 befinden, wobei sie im letztgenannten Fall unter Umständen einen gekühlten Raum erfordert. In der Heimatstation 16 kann die Düseneinheit 13, speziell ihr Druckakku 15, mit fluidförmigem Medium, mit dem die Bahn durchtrennt werden soll, gefüllt werden. Die Heimatstation 16 der Düseneinheit 13 befindet sich an dem einen Ende 41 des Rahmens 11 der Vorrichtung 10 und kann so angeordnet - sein, dass sie ausserhalb des Randes der Faserstoffbahn zu liegen kommt.
Das Auffüllen des Druckakkus 15 erfolgt dann also ausserhalb des Bahnbereichs und der Lauf der Bahn wird zum Beispiel bei laufender Produktion nicht behindert.
Die stationär am Ende des Rahmens 11 angeordnete Heimatstation 16 weist Mittel zum Einfüllen eines unter Druck stehenden fluidförmigen Mediums in die an die Heimatstation 16 angedockte Düseneinheit 13 auf. Genauer gesagt, an der Heimatstation 16, wo die Düseneinheit 13 aufgefüllt werden kann, und an der Düseneinheit 13 (Fig. 3) sind zueinander passende Verbindungsmittel 17.1, 17.2 zum Auffüllen des Druckakkus 15 der Düseneinheit 13 mit fluidförmigem Medium vorhanden. Diese Verbindungsmittel umfassen zueinander passende Schellkupplungsteile 17.1, 17.2 zum Anschliessen des Druckakkus 15 an die getrennt von der Düseneinheit 13 angeordnete Mediumquelle 18.
Weiter gehört zu der Düseneinheit 13 ein zwischen dem Druckakku 15 und der Düse 29 befindliches Absperrventil 23. Mit diesem Ventil 23 wird der Austritt des im Druckakku 15 gespeicherten fluidförmigen Mediums 37 aus der Düse unter Kontrolle gehalten. An das Absperrventil 23 ist eine Düsenleitung 47 mit einer Düse 29 an ihrem Ende angeschlossen. Die Düsenleitung 47 ist, von einem am Wagenrumpf 31 der Einheit 13 angeordneten Halter 36 gestützt, bis zur Düse 29 geführt (Fig. 3) . Auf diese Weise wird das unter hohem Druck aus der Düse 29 austretende fluidförmige Medium 37 kontrolliert gegen die Bahn geführt. Das Absperrventil 23 kann zum Beispiel einen Tastschalter 21 haben, dem am Rahmen 11 der Vorrichtung ein Rampenanschlag 38 zugeordnet sein kann (Fig. 10) . Der mechanische Schalter 21 ist in seiner Verwirklichung einfach und betriebszuverlässig. <-> -
Ausserdem können in der Auffülleinheit der Heimatstation 16 nach dem Gegenstück 17.1 der Schnellkupplung 17.2 der Düseneinheit 13 ein Richtungsventil 30 und weiter Mittel 18 zur Druckbeaufschlagung und zum Einfüllen des fluidförmigen Mediums über die Heimatstation 16 in den Druckakku 15 folgen. Das Hochdruckwasser (Druck zum Beispiel 600 bar) kann zum Beispiel über die mit dem Wasserstrahlspitzenschneider 35 gemeinsame Pumpe 18 entnommen werden. Die Mediumleitung 39 des Wasserstrahlspitzenschneiders 35 hat hierzu eine Abzweigung 40 zum Wasserstrahlspitzenschneider 35 und zum Richtungsventil 30 der Auffüllstation 16, 22 der Vorrichtung 10.
Unter Hinweis auf Fig. 6-9 wird nun ein Ausführungsbeispiel zum Bewegen zweier Düseneinheiten 13, 37 längs der für sie am Rahmen 11 ausgebildeten, in Querrichtung der Trockenpartie 50 verlaufenden Bahnen/Führungen beschrieben. Es sei angemerkt, dass in Fig. 6-9 aus Übersichtlichkeitsgründen zum Beispiel der Rahmen 11 der Vorrichtung 10 weggelassen wurde und auch von den Düseneinheiten 13, 27 lediglich der Wagen 31 und der Druckakku 15 dargestellt sind. Der Rahmen 11 der Vorrichtung 10 kann mit Führungen 12.1, 12.2, wie zum Beispiel Nutführungen, versehen sein. Die Führungen 12.1, 12.2 sind nun so am Rahmen 11 angeordnet, dass sie zum Beispiel an der Unterseite des Rahmens 11 oder aber im Inneren des den Rahmen bildenden Kastenbalkens 11 verlaufen.
Die Düseneinheiten 13, 27 hängen dann sozusagen in ihren Führungen 12.1, 12.2, wobei am Rahmen für jede der beiden Düseneinheiten 13, 27 eigene Führungen vorhanden sind. Eine solche Gestaltung der Laufbahn für die Düseneinheiten 13, 27 gestaltet sich sehr vorteilhaft, weil sich die Düseneinheiten 13, 27, wenn sie frei hängen, glatt und gleichförmig längs ihrer eigenen Führungsbahn 12.1, 12.2 bewegen und die Führungskonstruktion auch ansonsten sehr einfach ist. Die Führungen 12.1, 12.2 erstrecken sich in Maschi - nenquerrichtung über die gesamte Breite der Bahn. Pro Düseneinheit 13, 27 können zwei Führungen vorhanden sein und diese verlaufen dann parallel nebeneinander längs des Rahmens 11.
In den Zeichnungen sind die zu der Vorrichtung 10 gehörenden Komponenten aus Anschaulichkeitsgründen an der Aussenseite des Kastenträgers 11 angeordnet, sie können aber gleichwohl geschützt im Inneren dieses Trägers/Rahmens 11 angeordnet werden.
Die Wagen 31 der Düseneinheiten 13, 27 wiederum haben an ihrem Oberteil waagrechte zylindrische Rollen 34, die zum Beispiel passend paarweise angeordnet sind. Diese Rollen 34 ermöglichen einen glatten und relativ reibungslosen Lauf der Düseneinheiten 13, 27 in den nach unten offenen C-Nutenführungen 12.1, 12.2 am Rahmen 11.
Zu dem Rahmen 11 gehört ein Mechanismus zum Bewegen der Düseneinheiten 13, 27 in den Führungen 12.1, 12.2. Dieser Mechanismus kann zum Bewegen der Wagen 31 eingerichtete GleichstromServomotoren 14 umfassen, die zum Beispiel an beiden Stirnseiten 41, 42 des Rahmens 11 angeordnet sein können. Mit den Servomotoren 14 erreicht man eine gute Beschleunigung und eine hohe Geschwindigkeit - bis zu 11 m/s - der Düseneinheiten 13, 27. Dadurch wird die von dem Mediumstrahl verursachte Beanspruchung des Gewebes, d.h. der Bespannung, minimiert. Die Servomotoren 14 haben Zahnrollen 25, und über diese und damit über die Servomotoren 14 läuft eine endlose Rollenkette 24. Die Rollenkette kann an zwei Stellen unterbrochen sein, wobei dann die vier Enden der Kette 24 an die Wagen 31 gekoppelt sind.
Mit dem Kettenzug 24 wird ein kontrolliertes Abbremsen der Wagen 31 und ausserdem ihre Rückführung in die Heimatstationen 16, 22 bewerkstelligt. Weiter können an dem Rahmen 11 Mittel 26 zum Stützen der Rollenkette 24 angeordnet sein, die - zum Beispiel aus langgestreckten Gleitführungsflachen bestehen können. Die Kette 24 hat zum Beispiel bei breiten Maschinen eine beachtliche Masse.
Der Antrieb 14, 24, 25 ist so bemessen, dass sich die Wagen 31 relativ schnell bewegen und somit sogar die vollbreite Bahn selbst bei breitesten Maschinen innerhalb einiger Sekunden durchtrennt wird. Beide Wagen 31 sind an der gleichen Kette 24 an der Ober- und Unterseite des gleichen Kettengliedes befestigt. Auf diese Weise können sie sich kreuzend, d.h. begegnend, in ihren Führungen 12.1, 12.2 zum Beispiel vom einen zum anderen Ende des Rahmens 11 bewegt werden. Die beiden Seiten (Ober- und Unterseite) der Kette 24 ruhen auf Gleitschienen 26 aus Kunststoff. Das Spannen der Kette 24 kann durch Verstellen des Achsabstands zum Beispiel am führerseitigen Ende 42 des Rahmens 11 erfolgen. Der Servomotor 14 ist am antriebsseitigen Ende 41 des Rahmens 11 ausserhalb der Trockenhaube 55 angeordnet, wo für den Motor 14 passende Temperaturverhältnisse herrschen.
Der Rahmenträger 11 der Vorrichtung kann sich somit auf der Antriebsseite der Maschine durch die Seitenwand der Trockenhaube 55 hindurch erstrecken.
In Fig. 12 ist eine andere Art der Verwirklichung des Bewegungsmechanismus 31 des Düseneinheits-Wagens 31 gezeigt, die auf einer mit wenigstens einem Zylinder 60 arbeitenden Anordnung basiert, wobei sich dann zum Beispiel auf Seil- oder Kettentrieb basierte Bewegungsmechanismen, die ja bekanntlich eine im Wesentlichen ständige mechanische Verbindung zu den Enden der Schienenbahn 12 haben, erübrigen. Bei dieser Lösung wurden an den Enden 41, 42 der Führungen 12 Mittel zum Losschicken und Zurückschicken der Düseneinheit 13, allgemeiner gesagt zum Bewegen der Düseneinheit 13 längs der Führungen 12, ohne ständige Verbindung zu der längs der Führungen 12 hin <-> und her bewegbaren Düseneinheit 13 während deren Bewegung, angeordnet .
Der Zylinder 60 kann zum Beispiel aus einem Pneumatik- oder einem Hydraulikzylinder bestehen und am Ende 41 der für den Wagen 31 vorhandenen Schienenbahn 12 angeordnet sein. Mit dem an (nur) einem Ende 41 angeordneten Zylinder 60 kann der Düsenwagen 31 längs der Schiene 12 in Bewegung versetzt werden, wobei sich der Wagen 31 vom einen Ende 41 der Bahn 12 zum entgegengesetzten Ende 42 der Bahn 12 bewegt, wo er in Empfang genommen wird. Die Rückführung des Düsenwagens 31 vom letztgenannten Ende 42 zum vorderen Ende 41 kann mit geringerer Geschwindigkeit zum Beispiel längs einer geneigten Bahn, zu der die Schiene 12 dann ausgestaltet ist, erfolgen. Die Rückführung kann durch eine am zweiten Ende 42 angeordnete Rückführfeder 66 unterstützt werden.
Diese Feder nimmt beim Zusammendrücken den Wagen 31 "weich" in Empfang und versetzt ihm dann, indem sie sich wieder streckt, beim Zurückkehren zum vorderen Ende 41 einen Stoss.
Nach einer Ausführungsform kann am Wagenempfangs- /rückführende 42 ein zweiter Zylinder 61 angeordnet sein, der den Wagen 31 in Empfang nimmt und ihn zum vorderen Ende 41 zurückschickt. Es kann entweder nur die Rückführfeder 66 oder nur der Rückführzylinder 61 oder aber beide, die dann einander ergänzen, eingesetzt werden.
An beiden Enden der Schienenbahn 12 können an die Zylinder 60, 61 Druckakkus 62, 63 angeschlossen sein, die zum Beispiel zum Abbremsen und/oder Abschicken des Wagens 31 durch die Zylinder 60, 61 benutzt werden können. Am Auffüllende 41 kann der Wagen 31 mit dem Zylinder 60 auch in Auffüllstellung gezogen werden, in der der Druckakku der Düseneinheit 13 mit Hochdruckflüssig - keit gefüllt wird. Ist der Wagen 31 gefüllt, wird er aus der Auffüllstellung in der Heimatstation und der Verriegelung 65 des Kolbenendes 64 des Zylinders 60 gelöst. Ist auch am Empfangsende 42 ein Zylinder 61 vorhanden, so wird mit diesem während der Abbremsphase der an den Zylinder 61 angeschlossene Druckakku 63, mit dessen Hilfe der Wagen 31 zum Auffüllende 41 zurückgeschickt werden kann, aufgeladen.
Der Ladedruck des Druckakkus 63 ist ausreichend, wenn die Anfangsgeschwindigkeit des Wagens 31 beim Rücklauf kleiner ist als die Geschwindigkeit des Wagens 31 beim Aufprallen auf das Kolbenende des Zylinders 61. Wie oben bereits erwähnt, kann am Empfangsende 42 zusätzlich zum Zylinder 61 oder statt diesem auch eine Feder 66 angeordnet sein, die den Wagen 31 auffängt und stoppt und auch an der Rückführung des Wagens ans Auffüllende 41 mitwirkt. Natürlich wird die Geschwindigkeit des Wagens 31 auch durch die Steigung reduziert, falls die Rückführung des Wagens 31 durch Gefälle unterstützt erfolgt.
Fig. 4 und 10 zeigen den zur Vorrichtung 10, insbesondere zur Düseneinheit 13, 27 und zu den Heimatstationen 16, 22 gehörenden Mechanismus 19, 20, mit dem die Düseneinheit 13, 27 an die Sehnellkupplungsverbindung 17.1, 17.2, allgemeiner gesagt an die Verbindungsmittel angedockt und so gesichert werden kann. Nach einer Ausführungsform umfasst der Mechanismus eine die Düseneinheit 13 an der Heimatstation 16 verriegelnde Sperrklinke 19 und deren durch ein Medium angetriebene Betätigungseinrichtung 20.
Die Sperrklinke 19 kann schwenkbar sein. Sie kann über ihren Gelenkpunkt 32 an die HeimatStation 16 angelenkt sein. Die Sperrklinke 19 hat an ihrem Ende hakenförmige Greifpratzen 45, denen ein schwellenartiges Gegenelement 43 an der Düseneinheit 13 zum Beispiel hinter dem Schnellkupplungsträger 44 (Fig. 10) - zugeordnet sein kann. Die Greifpratzen 45 und das Gegenelement 43 sind so geformt, dass sich die Pratzen 45 hinter dem Gegenelement 43 einkeilen und die Düseneinheit 13 sogar ein wenig zur Heimatstation 16 hinziehen. Die Greifpratzen 45 befinden sich beiderseits der Schnellkupplungshälfte 17.1 des Auffüllstutzens, so dass sich die Verriegelungskraft auf einen breiten Bereich verteilt. An dem zu den Greifpratzen 45 entgegengesetzten Ende der Sperrklinke 19 sind Ansätze 46 vorhanden, an die die Betätigungseinrichtung 20 gekoppelt ist.
Die Betätigungseinrichtung kann gemäss einer Ausführungsform zum Beispiel aus einem Pneumatikzylinder 20 bestehen. Das mit der Betätigungseinrichtung 20 und namentlich mit dem durch ein Medium angetriebenen Zylinder 20 durchzuführende Andocken der Düseneinheit 13, 27 an ihre Heimatstation 16, 22 schont die Rollenkette 24, besonders wenn die Verriegelungskraft der Schnellkupplungen 17.1, 17.2 im Verhältnis zur Bruchgrenze der Rollenkette 24 relativ gross ist. Beim Einfahren der Kolbenstange des Zylinders 20 wird die Sperrklinke 19 so um ihren Gelenkpunkt 32 geschwenkt, dass sich die Greifpratzen 45 hinter dem Schnellkupplungstrager 44 verkeilen. Entsprechend wird beim Ausfahren der Kolbenstange des Zylinders 20 die Sperrklinke 19 so um ihren Gelenkpunkt 32 geschwenkt, dass sich die Greifpratzen 45 aus ihrer Position hinter dem Schnellkupplungstrager 44 herausbewegen.
Wenigstens in der einen Heimatstationen 16 kann in Querrichtung der Trockenpartie 50 zum Beispiel eine am Rahmen 11 der Vorrichtung 10 abgestützte Belastungsfeder 28 vorhanden sein. Diese Federbelastungsvorrichtung 28 ermöglicht ein gleichzeitiges spielfreies Andocken der Düseneinheiten 13, 27 an die Heimatstationen 16, 22 mit Hilfe ein und desselben Kettentriebs 24. An der Heimatstation 16, 22 können Rollen 34" (Fig. - -
4) angeordnet sein, wobei dann, wird die Düseneinheit 13, 27 an die Heimatstation 16, 22 herangeführt, sie in Richtung der Führungen 12.1, 12.2 einen kleinen elastischen Spielraum hat. Der Spielraum kann, bedingt durch die relativ grossen Maschinenbreiten (8-12 m) , beträchtlich sein. Neben oder statt der Belastungsfeder kann die Flexibilität auch durch eine von einem Medium angetriebene Vorrichtung oder durch elastischen Werkstoff bewirkt werden.
Im Folgenden wird das Arbeitsprinzip der Vorrichtung 10 unter Hinweis auf das Sequenzschema in Fig. 11 beschrieben. In der Phase 1, die in Fig. 11 oben dargestellt ist, werden die Druckakkus 15 der Einheiten 13, 27 in ihren Heimatstationen 16, 22 aufgefüllt. Vor dem Auffüllen der Akkus 15 mit fluidförmigem Medium werden die Hälften der Schnellkupplung 17.1, 17.2 mit Hilfe des Kettenantriebs 14, 24, 25 nahe aneinander herangebracht. Befinden sich die Düseneinheiten 13, 27 im Aktionsbereich des an der Heimatstation 16, 22 angeordneten Verriegelungsmechanismus 19, was zum Beispiel durch einen (nicht dargestellten) induktiven Sensor festgestellt werden kann, werden die Düseneinheiten 13, 27 mit dem die Verriegelung bewirkenden Klinkenmechanismus 19, 20 an die Heimatstation 16, 22 angedockt.
Nach erfolgtem Auffüllen der Druckakkus 15 werden die Sicherungssperrklinken 19 beider Heimatstationen 16, 22 gelöst. Dadurch werden die Düseneinheiten 13, 27 von ihren Heimatstationen 16, 22 abgedockt, und ihre Wagen 31 können mit der Rollenkette 24 etwas von der Heimatstation 16, 22 weggezogen werden. Allgemeiner ausgedrückt: die Düseneinheiten 13, 27 können aus ihrer Auffullstellung in Bereitschaftsstellung gebracht werden und sind dann bereit, sich in Bewegung zu setzen. In BereitSchaftsstellung, die in Fig. 11 in der Mitte gezeigt ist, kön - nen die Düseneinheiten 13, 27 zum Beispiel nur wenige Millimeter Abstand, zum Beispiel 5 Millimeter, von der Heimatstation haben.
Durch dieses Arrangement erzielt man den wichtigen Vorteil, dass die Sehnellkupplungs-Kupplungshälften 17.1, 17.2 der Heimatstation 16, 22 und der Düseneinheit 13, 27 noch ineinander stecken und sich so gleichzeitig gegenseitig vor Verschmutzung schützen. In Bereitschaftsstellung kann der Druck der Akkus 15 zum Beispiel drahtlos überwacht werden. Zuweilen kann ja die Produktion auch lange Zeit störungsfrei laufen und der Druck im Akku 15 infolge Lecks eventuell nachlassen. Der Akku kann denn auch von Zeit zu Zeit nachgefüllt werden, selbst wenn keine Durchtrennungen durchgeführt worden sind.
In der mittleren Phase in Fig. 11 warten an den einander entgegengesetzten Ende des Rahmens 11 beiderseits der Bahn auf der Führer- und der Antriebsseite die an in Maschinenquerrichtung verlaufenden Führungen 12.1, 12.2 gestützten Düseneinheiten 13, 27, bis Bedarf an Bahndurchtrennung auftritt. Optische Bahnabrissmelder (nicht dargestellt) an anderen Stellen der Maschine geben bei Bedarf den Befehl zum Durchtrennen der Bahn, und die Wagen 31 werden nun mit voller Kraft quer über die Bahn geführt.
Das am Wagen 31 befindliche, mit einem mechanischen Schalter, zum Beispiel einem Tastschalter 21 versehene mechanische Absperrventil 23 öffnet sich sobald der Wagen 31 eine bestimmt Strecke zurückgelegt hat, und das in den Druckakku 15 gefüllte Druckwasser oder sonstige einen entsprechenden Durchtrennungseffekt bewirkende fluidförmige Medium wird, während sich die Düseneinheit 13 in den Führungen 12.1, 12.2 in Maschinenquerrichtung bewegt, aus der Düse 29 gegen die Bahn gespritzt und durchtrennt dabei die in der Maschine befindliche Bahn. Mit dem Wasserspritzen wird bereits vor Erreichen der Bahn begonnen, so dass eine vollständige Durchtrennung schon von den Bahnrändern ab erfolgt. Die vor dem Durchtrennen der Bahn in die Druckakkus 15 der Düseneinheiten 13, 27 gefüllte Wassermenge reicht aus, um die Bahn über ihre gesamte Breite zu durchtrennen.
Das Durchtrennen erfolgt bei dieser Ausführungsform durch zwei an sich gegenläufig zueinander bewegenden Düseneinheiten 13, 27 angeordnete Wasserspritzdüsen 29, die sich von den Bahnrändern zur Bahnmitte hin bewegen, sich im Mittelbereich der Bahn kreuzen, d.h. begegnen, und beide in ihren eigenen Führungen 12.1, 12.2 zu den zu ihren Heimatstationen entgegengesetzten Enden des Rahmens 11 oder wenigstens in die Nähe dieser Enden gelangen. Unten in Fig. 11 ist die Phase gezeigt, in der sich die Einheiten 13, 27 in ihren Endstationen befinden und die Rückkehr zur Phase eins beginnt.
Der Druckakku 15 konnte so bemessen werden, dass zwei Sekunden nach Entladen des Akkus 15 noch ein Druck von 300-400 bar vorhanden ist, der sich in Tests der Pilotstufe als ausreichend zum Beispiel zum Schneiden von trockenem Karton einer flächenbezogenen Masse von 150 g/m<2> erwiesen hat. Statt Wasser können auch Flüssigkeiten mit Feststoffzusatz eingesetzt werden. Auch der Einsatz sehr kalter Flüssigkeit ist möglich, die beim Austreten aus dem Druckakku 15 zum Beispiel Eiskristalle bilden kann. Und natürlich ist auch die Nutzung anderer entsprechender Phasenänderungen möglich. Auch Kohlensäureeis kann eingesetzt werden.
Nachdem sich die Wagen 31 in Bahnmitte gekreuzt haben, d.h. begegnet sind, wird mit der Verringerung ihrer Geschwindigkeit begonnen. Die Bahn ist nun vollständig durchtrennt und seit der Alarmgabe durch die Bahnabriss-Sensoren ist höchstens eine Sekunde vergangen. Das Schneiden kann bis zum entgegengesetzten Bahnrand fortgesetzt werden, wobei die Wagen 31 ihr - -
Schneidergebnis gegenseitig sichern für den Fall, dass an einem der Wagen 31 ein Defekt (zum Beispiel Düsenverstopfung oder Akkuschaden) eingetreten ist. Auch in einer solchen Störungssituation wird also die Bahn durchtrennt, es dauert nur ein bisschen länger. Die abgerissene Bahn 57 kann vom folgenden Zylinder 54' zum Beispiel durch Blasluft nach unten auf den Ausschussförderer 56 befördert werden (Fig. 1) . Statt in den Ausschussförderer 56 kann die abgerissene Bahn 57 natürlich auch auf den Fussboden der Maschinenhalle geleitet werden.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung 10 ist nicht beschränkt auf sich gegeneinander bewegende und dabei kreuzende Düseneinheiten 13, 27 oder auf Düseneinheiten, die sich vom einen Bahnrand zum entgegengesetzten Bahnrand bewegen. Das Durchtrennen der Bahn kann auch von der Bahnmitte zu den Rändern hin erfolgen. Auch kann das Durchtrennen der Bahn in weitem Sinne aufgefasst werden. Es kann sich dabei um das Schneiden der vollbreiten Bahn oder aber des Bahnaufführungsstreifens zum Beispiel zwecks Durchtrennens derselben oder um das in Verbindung mit dem Bahnaufführen erforderliche mannigfaltige Schneiden mit dem jeweils passenden Druck und den jeweils passenden Bewegungen handeln. Eine weitere Anwendung der Erfindung ist beim Tambourwechsel unter Einsatz von Wasserstrahlschneiden möglich.
Dabei wird mit Fertigstellung der vorangehenden Maschinenrolle die Bahn bei voller Produktionsgeschwindigkeit unmittelbar vor dem Aufroller durchtrennt und auf den neuen, leeren Tambour geleitet .
Es versteht sich, dass die obige Beschreibung einschliesslich der zugehörigen Zeichnungen lediglich der Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung dient. Die Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen bzw. in den Patentansprüchen definierten Ausführungsformen beschränkt, sondern für den Fachmann sind im Rahmen des in den Patentansprüchen definierten Erfindungsgedankens zahlreiche verschiedene Varianten und Modifikationen der Erfindung denkbar.
Patentansprüche :
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Apparatus and method for cutting the web in a fiber web machine
The invention relates to a device intended for cutting the fiber web in a fiber web machine, comprising at least one nozzle unit movable in the transverse direction of the fiber web machine for cutting or severing the web with a pressurized fluid medium. Furthermore, the invention relates to a corresponding method.
In continuous fiber web machines, such as paper and board machines, their coating machines as well as pulp machines, there is a need from time to time to make a web cut or a web cut. This need is not limited to any particular position but may occur in several different machine direction positions. As an example, the required after a web break cutting the web is called. In the event of a web break, the web should be severed as quickly and in a controlled manner as possible over its entire width measured in the cross-machine direction so that it can be interrupted in the machine direction and fed to the broke as close as possible to the break-off point.
For example, rapid and controlled severing of the web is a critical measure in that a web that is only partially torn off in its transverse direction may cause serious damage to machine components, such as runnability components and / or dryer section fabrics. If the cracked web is brought into a folded state between the cylinder and the drying fabric, the consequences can be damage to the fabric and, if it has to be replaced, production stoppage lasting several hours. In addition, a web break in fast machines causes in a jiffy a large amount of rejects. The rejects should be fed to a suitable reject treatment as quickly as possible, so that the amount of rejects or runnability is not impeded or impaired by the amount of rejects.
In addition, waste accumulating in the machine hall can cause a fire hazard. All the above circumstances make a safe, reliable web separation necessary.
Several solutions for cutting the web on the basis of water jet cutting are known from the prior art, in which a high-pressure medium jet separating the web is directed onto the web from a nozzle and the nozzle unit is moved in the cross-machine direction. Reference may be made, for example, to Fl patent 113258, EP patent application 1022381, US patent 5,360,179, EP patent application 0067051, WO publication 92/06913 and US patent 6,508,429. All of these solutions are associated with numerous problems, especially in terms of their functionality and durability, which have their cause in the movement and the relatively high cutting pressure.
For example, if the web severing point is in the machine direction within the dryer hood, then the heat (temperature, for example, always +120 to +180 ° C) will result in durability and reliability requirements of the cutter components.
The object of this invention is to provide a device for cutting the web in a fiber web machine, which is simple in construction and operation and with which the web can be severed quickly and reliably, for example. The characteristic features of the inventive device are specified in claim 1. The invention also relates to a process for cutting the web serving, whose characterizing features are summarized in claim 14.
In the device according to the invention, the cross-machine direction movable nozzle unit has a refillable container for a pressurized fluid medium with which the web can be severed, for example. Thus, the medium which cuts or divides the web can be filled into the nozzle unit in advance so that the nozzle unit does not need to be connected to a medium source outside the nozzle unit moving in the cross-machine direction since the web is severed durchpassing medium is carried by the nozzle unit.
As a result of this solution, the construction of the device simplifies significantly, and also their operational reliability increases because yes, when cutting or cutting the web of the nozzle, the medium can now be supplied without tubing. Thus, on the apparatus and / or on the leader or the drive side of the machine, it is unnecessary to unwind or rewind medium supply tube means while the nozzle unit is moving in the cross-machine direction. The device is also insensitive to high temperatures, because thanks to the container, the use of, for example, flexible medium supply hoses, which had to be replaced at regular intervals in the solutions according to the prior art, is avoided. - -
According to one embodiment, the container may consist of a pressure accumulator moving together with the nozzle unit into which the fluid medium has been filled prior to cutting. The nozzle unit is assigned to the device a docking station, hereinafter referred to as "home station", in which the container can be filled with docked nozzle unit via connection means. In the docked state, despite the relatively high pressures to be used and the relatively large forces associated with the filling of the container, a secure filling of the container can be carried out. The docking mechanism is both design and functional very simple and reliable.
According to one embodiment, after the container has been refilled in the home station, the nozzle unit can be brought from the docking state into the ready position by releasing the quick coupling. In this case, the quick release half, i. the filling nozzle of the nozzle unit continues with the quick coupling half, i. remain in engagement with the Auffüllstutzen the home station, whereby the quick coupling is protected, for example, from contamination. Contamination of the filler neck can be a problem, since the device so yes only relatively rarely used and on the couplings, they are for a long time in the same place, may accumulate dirt.
Clean couplings ensure a safe connection of the container to the filling neck of the home station when filling up and thus improve the freedom from maintenance of the device.
According to another embodiment, moving the nozzle unit in the cross machine direction without permanent connection to the ends of the trajectory, i. without the from the stand - -
Known in the art ropes and chains. In this case, the movement means of the nozzle unit, for example, can only be located at the ends of the movement path. With these means of movement, the nozzle unit can be attached to one, i. The first end of the trajectory set in motion, taken at the other end of the train in reception and may be sent back from the other end to the first end. This further simplifies the construction of the device. The other achievable with the invention additional advantages will become apparent from the description part, the characteristic features of the claims.
The invention, which is not limited to the embodiments described below, will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
Show it:
Figure 1 as an example of the use of the inventive device in the dryer section of a fiber web machine.
FIG. 2 shows an embodiment of the frame of the device in abstracted form; FIG.
3 shows an embodiment of the nozzle unit of the device;
4 shows an embodiment of the home station of the nozzle unit;
5 shows an embodiment of the circuit diagram of the device; - -
Fig. 6 shows an embodiment of the device viewed from below;
Fig. An embodiment of the nozzle unit located in their guides viewed laterally, frame in section;
Fig. 8 u. Figure 9 shows an embodiment of the realization of the movement mechanism at the two ends of the frame of the device;
10 shows an embodiment of the docking of the nozzle unit to the home station;
11 shows an exemplary embodiment of the sequence scheme (flow chart) of the device according to the invention;
Fig. 12 shows another way of realizing the moving mechanism of the nozzle unit.
Fig. 1 shows a schematic drawing of an example of the drying section 50 of a fiber web machine seen laterally. The fiber web machine may be, for example, a paper or board machine, a pulp machine or a tissue machine or a unit of equipment belonging to such a machine or required for the products made with such machines. As special application objects of the invention, for example, the board machines and their dryer section (s) 50 may be mentioned, in which the web W to be produced has a relatively large basis weight (for example 120-300 g / m 2) compared to the types of printing paper <2>) can have. It should be emphasized, however,
that the invention can equally well be applied to fiber web machines producing other types of web as well as to other subpopulations or sections of the machine than the dryer section 50 mentioned in the present application as an application example. As further application objects of the device 10, the press and the reel-up are mentioned.
In Fig. 1, an example of the arrangement of the apparatus 10 in the dryer section 50 of a board machine is shown. The drying section here consists of successively arranged drying groups 51, 52.1, 52, in which rotating cylindrical bodies 53, 54, 53 ", 54 ', over which the web W is guided, are arranged alternately in different planes one or more groups may be provided behind the dryer section preceding the press section (not shown), heated drying cylinders 54 are arranged in the upper row of groups and guide rollers 53 are provided in the lower row Drying cylinder 54. The drying section 51, 52.1, 52 is defined by the dry-tissue circuit 54. The drying section 50 is arranged under the drying hood 55.
As shown in the sub-picture in Fig. 1, the device 10 is arranged at the end of the Einsiebführung 51 that the severing of the web W in the area of Einsiebführung the dryer section 50 can be made, for example, against a running behind the web support. This support surface may be either impermeable or partially permeable to the fluidic medium. The support surface may consist of a roller 53 "or a dry tissue or, as in this embodiment, both of them, however, a support surface is by no means required The cutting point may, for example, be located on an ascending portion of the web.
In the illustrated case, the apparatus 10 is disposed in front of the last drying cylinder 54 'of the sifting guide 51, and this cylinder 54 "has, for example, a scraper 33 which feeds the broke to the scraping treatment 56. The reject treatment 56 may be, for example, a broke conveyor or, as is known from US Pat Example in connection with a reel-up, also consisting of a pulper If arranged at the end of the single-wire feed, it is possible to prevent with the device 10 major damage which could cause the web 57 torn off in the dryer section in the subsequent twin-wire guide 52.1, 52 ,
FIG. 2 shows an embodiment of the frame construction 11 of the device 10 in an abstracted form. The frame 11 of the device 10 can consist of an elongated box profile extending in the transverse direction of the drying section 50, on which at least one nozzle unit 13 movable in the transverse direction of the drying section 50 is arranged and this frame 11 is arranged in the dryer section 50 in a web cutting position of choice. The transverse direction is to be understood here as the direction perpendicular to the direction of travel of the web. The frame 11 may, for example, be supported at both ends approximately at the stoma of the dryer section 50.
The frame 11 may extend from one side edge of the dryer section 50 to the opposite edge. Although only one nozzle unit 13 is shown in FIG. 2, the apparatus 10 may nevertheless also have two such units 13. However, the device may also be equipped with only one nozzle unit 13, although with two units 13, 27 (FIGS. 7-9 and 11) a safer functioning is achieved. It can then at both ends 41, 42 of the frame 11 depending -
a drive device 14 for moving the nozzle unit 13 in the longitudinal direction of the frame 11 may be arranged. As such, the moving mechanism of the nozzle unit 13 will be discussed later in this specification. Further, at each end 41, 42 of the frame 11 may each be arranged a home station for the nozzle units.
Fig. 3 shows an embodiment of the nozzle unit 13 of the device 10 viewed obliquely from the right rear. The device 10 intended for cutting the web has at least one nozzle unit 13 arranged on the frame 11 and movable in the transverse direction of the drying section 50. The nozzle unit 13 has a carriage-like body 31 on which at least one nozzle 29 is arranged. With the nozzle 29, the web can be cut or severed by means of a pressurized fluid medium so that medium is directed via the nozzle 29 medium from a short distance, for example at the end of Einsiebführung 51 of the dryer section 50 against the web supported by the dry tissue. If the dry tissue at the cutting point is no longer in contact with the roller 53 ", the background supporting the web is semipermeable at the cutting point.
As a result, the tissue is less stressed by the cut.
The nozzle unit 13 has a refillable container 15 for the pressurized fluid medium, which communicates with the nozzle unit 13 associated with the nozzle 29. Thus, therefore, the nozzle unit 13 itself is provided with a reserve of pressurized medium. For example, according to one embodiment, the container may consist of a pressure accumulator 15 attached to the movable carriage body 31. In this refillable container 15 thus the fluid medium, with which the web is severed, constantly moves with the nozzle unit 13, so that this unit 13, while moving in the transverse direction of the drying section 50 and severing the web, is substantially uncoupled from the external print medium source 18 (Figure 5), ie not connected to this.
As a result, the device 10 is substantially simplified in its technical realization and thus also reliable in operation. Between the pressure accumulator 15 and the nozzle 29, a valve 23 is arranged.
The pressure accumulator 15, the nozzle 29 and the valve 23 may be of conventional type known, for example, from the prior art. The capacity of the pressure battery 15 may be, for example, 0.3-2 liters, more preferably 0.5-0.99 liters, in any case less than 1 liter. Such a battery 15 has a surprisingly low weight of, for example, 10-20 kg. The nozzle 29 may, for example, have a width of 0.6 mm, with which a clean and reliable cut can be obtained at short range, even with a web of paperboard thickness. The distance of the nozzle 29 from the web may be about 10-30 mm, for example 15 mm.
Fig. 4 shows an embodiment of the home station 16 of the nozzle unit 13 and Fig. 5 shows in the form of a schematic diagram of an example of the inventive device 10, in particular the nozzle unit 13 and the home station 16. The home station 16, for example, outside the drying hood 55 or located within this hood 55, which may require a cooled room in the latter case. In the home station 16, the nozzle unit 13, in particular its pressure accumulator 15, can be filled with fluid medium with which the web is to be severed. The home station 16 of the nozzle unit 13 is located at the one end 41 of the frame 11 of the device 10 and may be arranged so that it comes to lie outside the edge of the fibrous web.
The filling of the print battery 15 is then so outside the railway area and the running of the web is not hindered, for example, during production.
The home station 16, which is stationarily arranged at the end of the frame 11, has means for filling a pressurized fluid medium into the nozzle unit 13 docked to the home station 16. More specifically, at the home station 16 where the nozzle unit 13 can be filled, and at the nozzle unit 13 (Fig. 3), mating connecting means 17.1, 17.2 for filling the pressure battery 15 of the fluid-operated nozzle unit 13 are provided. These connection means comprise matching clamp coupling parts 17.1, 17.2 for connecting the pressure accumulator 15 to the medium source 18 arranged separately from the nozzle unit 13.
Furthermore, a shut-off valve 23 located between the pressure accumulator 15 and the nozzle 29 belongs to the nozzle unit 13. With this valve 23, the outlet of the fluid medium 37 stored in the pressure accumulator 15 from the nozzle is kept under control. To the shut-off valve 23, a nozzle line 47 is connected to a nozzle 29 at its end. The nozzle line 47 is supported by a holder 36 arranged on the carriage body 31 of the unit 13, guided to the nozzle 29 (FIG. 3). In this way, the fluid medium 37 emerging under high pressure from the nozzle 29 is guided in a controlled manner against the web. The shut-off valve 23 may, for example, have a push button switch 21 to which a ramp stop 38 may be associated with the frame 11 of the device (FIG. 10). The mechanical switch 21 is simple in its realization and reliable in operation. <-> -
In addition, in the refill unit of the home station 16 for the counterpart 17.1 of the quick coupling 17.2 of the nozzle unit 13, a directional valve 30 and further means 18 for pressurizing and filling the fluid medium via the home station 16 in the pressure battery 15 follow. The high-pressure water (pressure, for example, 600 bar) can be removed, for example, via the pump 18 common to the water-jet tip cutter 35. For this purpose, the medium line 39 of the water jet tip cutter 35 has a branch 40 to the water jet tip cutter 35 and to the directional valve 30 of the filling station 16, 22 of the device 10.
With reference to FIGS. 6-9, an embodiment for moving two nozzle units 13, 37 along the paths / guides formed on the frame 11 in the transverse direction of the drying section 50 will now be described. It should be noted that in Fig. 6-9, for clarity, for example, the frame 11 of the apparatus 10 has been omitted and also of the nozzle units 13, 27 only the carriage 31 and the pressure battery 15 are shown. The frame 11 of the device 10 may be provided with guides 12.1, 12.2, such as groove guides. The guides 12.1, 12.2 are now arranged on the frame 11 so that they run, for example, on the underside of the frame 11 or inside the frame beam forming the frame 11.
The nozzle units 13, 27 then hang, as it were, in their guides 12.1, 12.2, wherein on the frame for each of the two nozzle units 13, 27 own guides are present. Such a design of the track for the nozzle units 13, 27 is very advantageous, because the nozzle units 13, 27, if they hang freely, move smoothly and uniformly along their own guideway 12.1, 12.2 and the guide construction is also otherwise very simple. The guides 12.1, 12.2 extend in machine transverse direction over the entire width of the web. For each nozzle unit 13, 27, two guides may be present and these then run parallel to each other along the frame 11th
In the drawings, the components belonging to the device 10 are arranged on the outside of the box girder 11 for reasons of clarity, but they can nevertheless be arranged protected inside this girder / frame 11.
The carriages 31 of the nozzle units 13, 27 in turn have at their upper part horizontal cylindrical rollers 34, which are arranged suitably in pairs, for example. These rollers 34 allow a smooth and relatively smooth running of the nozzle units 13, 27 in the downwardly open C-groove guides 12.1, 12.2 on the frame 11th
To the frame 11 is a mechanism for moving the nozzle units 13, 27 in the guides 12.1, 12.2. This mechanism may comprise for moving the carriage 31 arranged DC servomotors 14, which may be arranged, for example, on both end faces 41, 42 of the frame 11. With the servomotors 14, a good acceleration and a high speed - up to 11 m / s - of the nozzle units 13, 27 are achieved. Thus, the stress of the tissue caused by the medium jet, i. the clothing, minimized. The servomotors 14 have sprockets 25, and over these and thus on the servomotors 14 runs an endless roller chain 24. The roller chain can be interrupted in two places, in which case the four ends of the chain 24 are coupled to the carriage 31.
With the chain hoist 24 a controlled braking of the carriage 31 and also their return to the home stations 16, 22 accomplished. Further, means 26 for supporting the roller chain 24 may be arranged on the frame 11, which may consist of elongate sliding guide surfaces, for example. The chain 24 has a considerable mass, for example, in wide machines.
The drive 14, 24, 25 is dimensioned so that the carriage 31 to move relatively quickly and thus even the full-width web is severed even in the widest machines within a few seconds. Both carriages 31 are attached to the same chain 24 at the top and bottom of the same chain link. In this way they can intersect, i. meeting, be moved in their guides 12.1, 12.2, for example, from one to the other end of the frame 11. The two sides (top and bottom) of the chain 24 rest on slide rails 26 made of plastic. The tensioning of the chain 24 can be done by adjusting the center distance, for example, on the leader-side end 42 of the frame 11. The servomotor 14 is arranged on the drive-side end 41 of the frame 11 outside the drying hood 55, where appropriate for the motor 14 temperature conditions.
The frame carrier 11 of the device can thus extend through the side wall of the drying hood 55 on the drive side of the machine.
In Fig. 12, another way of implementing the moving mechanism 31 of the nozzle unit carriage 31 is shown, which is based on a working with at least one cylinder 60 arrangement, then, for example, based on rope or chain drive motion mechanisms, which is well known in the Substantially permanent mechanical connection to the ends of the rail track 12 have, unnecessary. In this solution at the ends 41, 42 of the guides 12 means for sending and returning the nozzle unit 13, more generally for moving the nozzle unit 13 along the guides 12, without permanent connection to the along the guides 12 out <-> and movable nozzle unit 13 during its movement, arranged.
The cylinder 60 may for example consist of a pneumatic or a hydraulic cylinder and be arranged at the end 41 of the rail 31 existing for the carriage 31. With the cylinder 60 disposed on (only) one end 41, the nozzle carriage 31 can be moved along the rail 12, with the carriage 31 moving from one end 41 of the track 12 to the opposite end 42 of the track 12 where it is received is taken. The return of the nozzle carriage 31 from the latter end 42 to the front end 41 can take place at a lower speed, for example along an inclined path to which the rail 12 is then designed. The return may be assisted by a return spring 66 disposed on the second end 42.
This spring receives when compressing the carriage 31 "soft" in reception and then puts him by stretching again when returning to the front end 41 a shock.
In one embodiment, a second cylinder 61 may be disposed on the carriage receiving / returning 42, which receives the carriage 31 and sends it back to the front end 41. It can be used either only the return spring 66 or only the return cylinder 61 or both, which then complement each other.
At both ends of the rail track 12, pressure cylinders 62, 63 may be connected to the cylinders 60, 61 which may be used, for example, to decelerate and / or send the carriage 31 through the cylinders 60, 61. At the filling end 41, the carriage 31 with the cylinder 60 can also be pulled into the filling position, in which the pressure accumulator of the nozzle unit 13 is filled with high pressure liquid. If the carriage 31 is filled, it is released from the filling position in the home station and the lock 65 of the piston end 64 of the cylinder 60. If a cylinder 61 is also present at the receiving end 42, the pressure accumulator 63 connected to the cylinder 61, with the aid of which the carriage 31 can be returned to the filling end 41, is charged with it during the deceleration phase.
The boost pressure of the pressure battery 63 is sufficient if the initial speed of the carriage 31 at the return is less than the speed of the carriage 31 at impact with the piston end of the cylinder 61. As already mentioned above, at the receiving end 42 in addition to the cylinder 61 or instead a spring 66 may be arranged which catches and stops the carriage 31 and also participates in the return of the carriage to the filling end 41. Of course, the speed of the carriage 31 is also reduced by the slope, if the return of the carriage 31 is supported by inclines.
4 and 10 show the mechanism 19, 20 belonging to the device 10, in particular to the nozzle unit 13, 27 and the home stations 16, 22, with which the nozzle unit 13, 27 is docked to the Sehnellkupplungsverbindung 17.1, 17.2, more generally to the connecting means and so can be secured. According to one embodiment, the mechanism comprises a pawl 19 locking the nozzle unit 13 at the home station 16 and its actuator 20 driven by a medium.
The pawl 19 may be pivotable. It can be articulated via its hinge point 32 to the home station 16. The pawl 19 has at its end hook-shaped Greifpratzen 45, which may be associated with a swell-like counter-element 43 on the nozzle unit 13, for example, behind the quick-coupling carrier 44 (FIG. The gripping claws 45 and the counter element 43 are shaped so that the claws 45 key in behind the counter element 43 and even draw the nozzle unit 13 a little towards the home station 16. The gripping claws 45 are located on both sides of the quick coupling half 17.1 of the filler neck, so that the locking force is distributed over a wide area. At the end opposite to the gripping claws 45 of the pawl 19 lugs 46 are present, to which the actuator 20 is coupled.
The actuating device may, for example, consist of a pneumatic cylinder 20 according to one embodiment. The docking of the nozzle unit 13, 27 to its home station 16, 22 with the actuating device 20 and especially with the cylinder 20 driven by a medium preserves the roller chain 24, especially when the locking force of the quick-release couplings 17.1, 17.2 relative to the breaking limit of the roller chain 24 relative is big. When retracting the piston rod of the cylinder 20, the pawl 19 is pivoted about its pivot point 32 that wedge the gripping claws 45 behind the Schnellkupplungstrager 44. Accordingly, upon extension of the piston rod of the cylinder 20, the pawl 19 is pivoted about its pivot point 32 so that the gripping claws 45 move out of their position behind the quick coupling carrier 44.
At least in one home station 16, in the transverse direction of the dryer section 50, for example, a loading spring 28 supported on the frame 11 of the device 10 may be present. This spring loading device 28 enables a simultaneous play-free docking of the nozzle units 13, 27 to the home stations 16, 22 by means of one and the same chain drive 24. At the home station 16, 22, rollers 34 "(FIG.
4), in which case, the nozzle unit 13, 27 is brought to the home station 16, 22, it has a small elastic clearance in the direction of the guides 12.1, 12.2. The margin can be considerable due to the relatively large machine widths (8-12 m). In addition to or instead of the loading spring, the flexibility can also be effected by a device driven by a medium or by elastic material.
The working principle of the device 10 will be described below with reference to the sequence diagram in FIG. 11. In the phase 1, which is shown in Fig. 11 above, the print batteries 15 of the units 13, 27 are filled in their home stations 16, 22. Before filling the batteries 15 with fluid medium, the halves of the quick coupling 17.1, 17.2 brought close by means of the chain drive 14, 24, 25 close to each other. If the nozzle units 13, 27 are located in the action area of the locking mechanism 19 arranged at the home station 16, 22, which can be detected, for example, by an inductive sensor (not shown), the nozzle units 13, 27 become with the locking mechanism 19, 20 docked to the home station 16, 22.
After the filling of the pressure accumulators 15, the safety pawls 19 of both home stations 16, 22 are released. As a result, the nozzle units 13, 27 are undocked from their home stations 16, 22, and their carriages 31 can be pulled away somewhat from the home station 16, 22 with the roller chain 24. More generally, the nozzle units 13, 27 can be placed in the ready position from their fill position and are then ready to move. In the standby position, shown in the middle in FIG. 11, the nozzle units 13, 27 may, for example, be only a few millimeters apart, for example 5 millimeters, from the home station.
This arrangement achieves the important advantage that the Sehnellkupplungs coupling halves 17.1, 17.2 of the home station 16, 22 and the nozzle unit 13, 27 still stuck together and so at the same time protect each other from contamination. In the ready position, the pressure of the batteries 15 can be monitored wirelessly, for example. At times, yes, the production can run smoothly for a long time and the pressure in the battery 15 may leak due to leaks. The battery can also be refilled from time to time, even if no cuts have been made.
In the middle phase in Fig. 11 wait at the opposite end of the frame 11 on both sides of the track on the leader and the drive side on extending in the cross machine direction guides 12.1, 12.2 nozzle units 13, 27, until the need for web separation occurs. Optical web break detectors (not shown) elsewhere in the machine, if necessary, command to sever the web, and the carriages 31 are now moved across the web at full power.
The mechanical shut-off valve 23 provided on the carriage 31 and provided with a mechanical switch, for example a pushbutton 21, opens as soon as the carriage 31 has traveled a certain distance and the pressurized water filled in the pressure accumulator 15 or other fluid-like medium causing a corresponding disruption effect, while the nozzle unit 13 in the guides 12.1, 12.2 moves in the cross machine direction, sprayed from the nozzle 29 against the web and thereby cuts the web located in the machine. With the water spraying is started before reaching the train, so that a complete transection already takes place from the web edges. The amount of water filled before cutting the web into the pressure accumulators 15 of the nozzle units 13, 27 is sufficient to sever the web over its entire width.
In this embodiment, the severing takes place by means of two water injection nozzles 29, which are arranged to move in opposite directions to one another and which move from the web edges to the center of the web, intersect in the middle region of the web, i. encounter, and both in their own guides 12.1, 12.2 reach the ends of the frame 11 opposite to their home stations or at least in the vicinity of these ends. At the bottom of Fig. 11 is shown the phase in which the units 13, 27 are in their terminal stations and the return to phase one begins.
The pressure battery 15 could be sized so that two seconds after discharging the battery 15 still a pressure of 300-400 bar is present, which is sufficient in tests of the pilot stage, for example, for cutting dry cardboard of a basis weight of 150 g / m <2> has proven. Instead of water, liquids with added solids can also be used. The use of very cold liquid is possible, which can form ice crystals when exiting the pressure battery 15, for example. And of course, the use of other appropriate phase changes is possible. Carbonated ice can also be used.
After the carriages 31 have crossed in the middle of the track, i. are started, the reduction of their speed is started. The web is now completely severed and since the alarm was given by the web break sensors, a maximum of one second has passed. The cutting can be continued to the opposite edge of the web, the carriage 31 her - -
Mutually secure cutting result in the event that at one of the carriage 31 a defect (for example, nozzle clogging or battery damage) has occurred. Even in such a disruption situation, so the web is severed, it only takes a bit longer. The ruptured web 57 may be conveyed downwardly by the following cylinder 54 ', for example, by blown air onto the broke conveyor 56 (Fig. 1). Of course, instead of the reject conveyor 56, the torn-off path 57 can also be directed to the floor of the machine hall.
The device 10 according to the invention is not limited to nozzle units 13, 27 which move relative to one another and thereby intersect, or to nozzle units which move from one web edge to the opposite web edge. The severing of the web can also take place from the center of the web to the edges. Also, the severing of the web can be understood in a broad sense. It may be the cutting of the full-width web or of the web guide strip, for example, to cut it or the various cutting edges required in connection with the web threading with the appropriate pressure and movements. Another application of the invention is possible with the reel change using water jet cutting.
With the completion of the preceding machine roll, the web is severed at full production speed immediately before the reel-up and directed to the new, empty reel.
It is understood that the above description including the accompanying drawings is merely illustrative of the present invention. The invention is therefore not limited to the described or defined in the claims embodiments, but for the skilled person in the context of the inventive idea defined in the claims numerous different variants and modifications of the invention are conceivable.
Claims: