DE10024296B4

DE10024296B4 - Maschine zur Herstellung einer Materialbahn

Info

Publication number: DE10024296B4
Application number: DE10024296A
Authority: DE
Inventors: Peter Kahl; Markus Oechsle; Roland Mayer
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2000-05-17
Filing date: 2000-05-17
Publication date: 2008-11-20
Anticipated expiration: 2020-05-18
Also published as: DE10024296A1; EP1156154A2; US20020078588A1; EP1156154A3; US6705024B2

Abstract

Maschine zur Herstellung einer Materialbahn (12), mit wenigstens einer von der Materialbahn (12) umschlungenen glatten Walze (10), dadurch gekennzeichnet, daß der Walze (10) zur Verringerung des zum Ablösen der Materialbahn (12) von der glatten Walze (10) erforderlichen Zuges bzw. Bahnspannung eine sich zumindest im wesentlichen über die gesamte Bahnbreite erstreckende, mit Druckluft versorgte Belüftungseinrichtung (16) zugeordnet ist, deren Austrittsstrahl (18) in den Zwickel (20) zwischen der Walze (10) und der von dieser ablaufenden Materialbahn (12) gerichtet ist, um die Materialbahn (12) zu hinterlüften, wobei die Belüftungseinrichtung (16) mehrere kreisrunde Austrittsöffnungen (22) umfasst, die einen Durchmesser besitzen, der in einem Bereich von etwa 2 bis etwa 12 mm liegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere einer Karton- oder Papierbahn, mit wenigstens einer von der Materialbahn umschlungenen glatten Walze. Eine Maschine dieser Art ist aus der DE 195 48 303 A1 bekannt.
In der Mehrzylinder-Trockenpartie einer Papiermaschine wird die Papierbahn zum Trocknen über dampfbeheizte Zylinder oder über dampfbeheizte Zylinder und Siebsaugwalzen geführt. Insbesondere zu Beginn der Trocknung, wo die feuchte Papier noch keine ausreichende Festigkeit besitzt, treten häufig Probleme hinsichtlich der Bahnführung auf, die insbesondere darauf zurückzuführen sind, daß die feuchte Bahn an den glatten Kontaktflächen, die zur guten Wärmeübertragung zwingend notwendig sind, haften bleibt, und die Bahn schlecht hinterlüftet wird. Um die Bahn von den Zylindern abziehen zu können, ist eine ausreichende Bahnspannung erforderlich, die nur durch Zug, d. h. eine entsprechende Differenzgeschwindigkeit, vor oder direkt nach der ersten glatten Kontaktfläche erzeugt werden kann. Dies führt häufig zu Abrissen und einer Überdehnung der Ränder. Da bei höheren Geschwindigkeiten diese Probleme verstärkt auftreten und der Zug erhöht werden muß, ist die Papiermaschinengeschwindigkeit begrenzt.
Bei der aus der DE 195 48 303 A1 bekannten Papiermaschine ist wenigstens einem Trockenzylinder der Trockenpartie eine Düseneinrichtung zu geordnet, die ausschließlich dem Überführen eines Einfädelstreifens dient und entsprechend lediglich diesem schmalen Einfädelstreifen zugeordnet ist. Zudem soll diese Düseneinrichtung nur zur Beaufschlagung des Anfangs des Einfädelstreifens aktiviert werden.
In der DE 43 03 315 A1 ist eine Vorrichtung zur Reinigung einer glatten Papiermaschinenwalze beschrieben, bei der der mit der Papierbahn in Berührung kommenden Walze ein Schaber zugeordnet ist, der mit seiner Klinge im von der Papierbahn freien Bereich der Walze angreift, und zur Reduzierung des Schaberklingenverschleißes im Bereich des Zwickels zwischen der Walze und der von dieser ablaufenden Papierbahn auf den von der Papierbahn freien Walzenbereich praktisch drucklos feuchte Luft aufgebracht wird.
Bei einer aus der WO 00/01884 A1 bekannten Papiermaschine ist einer Walze eine Düseneinrichtung zugeordnet, die ausschließlich dem Überführen der Papierbahn in den Pulper dient und die Papierbahn auf deren von der Walze abgewandten Seite mit nadelartigen Wasserstrahlen beaufschlagt, um den in den Pulper geführten Teil der Bahn von der restlichen Bahn zu trennen. Gleichzeitig wird in den Zwickel zwischen der Walze und der von dieser in den Pulper ablaufenden Papierbahn Luft eingebracht, um die Entstehung eines Vakuums in dem Zwickel zu verhindern.
In der US 5,881,472 A ist eine Papiermaschine beschrieben, bei der einem Trockenzylinder eine Düseneinrichtung zugeordnet ist, über die in den Zwickel zwischen dem Trockenzylinder und einem zusammen mit der Papierbahn von diesem ablaufenden Trockensieb Luft eingebracht wird, um den durch das vom Trockenzylinder ablaufende Sieb in dem Zwickel erzeugte Vakuum zu kompensieren.
In der EP 0 692 569 A2 ist eine zweireihige Trockengruppe einer Trockenpartie beschrieben, bei der den beiden Trockenzylinderreihen getrennte Trockensiebe zugeordnet sind, wobei sich bei der Überführung der Papierbahn von einer Zylinderreihe in die jeweils andere durch die Trennung vom jeweiligen Trockensieb zwischen der Papierbahn und dem Obersieb sowie zwischen der Papierbahn und dem Untersieb Taschen ergeben, in denen sich durch das verdampfte Wasser feuchte Luft bilden kann. Um zu verhindern, dass dadurch die Trocknung der Papierbahn beeinträchtigt wird, wird in diese zwischen der Papierbahn und dem Obersieb bzw. zwischen der Papierbahn und dem Untersieb gebildete Taschen erhitzte Frischluft eingeblasen.
In der US 5,337,490 A ist wieder eine einem Trockenzylinder der Trockenpartie zugeordnete Düseneinrichtung beschrieben, die ausschließlich dem Einfädeln dient, wobei im vorliegenden Fall ein Luftstrahl der Düseneinrichtung so ausgerichtet ist, dass der Anfang des Einfädelstreifens vom dem Trockenzylinder zugeordneten Schaber weggeführt wird.
Ziel der Erfindung ist es, eine verbesserte Maschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die zuvor genannten Probleme beseitigt sind. Dabei soll insbesondere erreicht werden, daß der zum Ablösen der Bahn von der glatten Walze erforderliche Zug bzw. Bahnspannung verringert wird.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß daß der Walze zur Verringerung des zum Ablösen der Materialbahn von der glatten Walze erforderlichen Zuges bzw. Bahnspannung eine sich zumindest im wesentlichen über die gesamte Bahnbreite erstreckende, mit Druckluft versorgte Belüftungseinrichtung zugeordnet ist, deren Austrittsstrahl in den Zwickel zwischen der Walze und der von dieser ablaufenden Materialbahn gerichtet ist, um die Materialbahn zu hinterlüften, wobei die Belüftungseinrichtung mehrere kreisrunde Austrittsöffnungen umfasst, die einen Durchmesser besitzen, der in einem Bereich von etwa 2 bis etwa 12 mm liegt. Dabei ist der Austrittsstrahl der Belüftungseinrichtung vorzugsweise direkt in diesen Zwickel gerichtet.
Aufgrund dieser Ausbildung ergibt sich eine verbesserte Hinterlüftung der Materialbahn, wodurch das Abziehen der auf der Walze haftenden Bahn erleichtert wird.
Vorzugsweise sind die Austrittsöffnungen durch Düsen, Blaslöcher, Blasschlitze und/oder dergleichen gebildet.
Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine umfaßt die Belüftungseinrichtung wenigstens ein Blasrohr.
Der in den Zwickel gerichtete Austrittsstrahl der Belüftungseinrichtung ist vorzugsweise leicht gegen die Walzenoberfläche gerichtet.
Die Ausblasgeschwindigkeit des Austrittsstrahls ist vorteilhafterweise variabel einstellbar. Sie ist vorzugsweise in Abhängigkeit von dem Abstand der Belüftungseinrichtung vom Zwickel wählbar. Die Ausblasgeschwindigkeit muß um so größer sein, je größer der Abstand vom Zwickel ist.
Die Teilung der Austrittsöffnungen der Belüftungseinrichtung kann über die Bahnbreite variieren. So kann sich beispielsweise der Abstand der Austrittsöffnungen im Randbereich von dem im mittleren Bereich unterscheiden. Dabei kann der Abstand der Austrittsöffnungen im Randbereich kleiner oder größer als im mittleren Bereich sein. Entsprechend kann die Belüftung optimal an die jeweiligen Gegebenheiten angepaßt sein, wobei zu große Luftmengen vermieden werden können.
Die Belüftungseinrichtung kann in einem der Walze zugeordneten Schaber integriert oder an einem solchen Schaber befestigt sein, so daß ein Überführen vom Schaber aus möglich ist, was bedeutet, daß die Bahn im Abrißfall nicht zwischen Schaber und Belüftungseinrichtung läuft.
Die Belüftungseinrichtung ist zweckmäßigerweise mit einer Abdeckung versehen, um für einen hinreichenden Schutz insbesondere gegen Papierfetzen zu sorgen. Damit ist ausgeschlossen, daß die Belüftungseinrichtung zum Fetzenfänger wird.
Die Schaberposition sollte so gewählt werden, daß sie zur Gewährleistung einer ausreichenden Belüftung einerseits hinreichend nahe am Zwickel und andererseits zur Vermeidung eines Verblockens im Abrißfall in einem hinreichenden Abstand vom Zwickel angeordnet ist.
Größe und/oder Anzahl der Austrittsöffnungen der Belüftungseinrichtung sind zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von der Maschinengeschwindig keit, dem Flächengewicht, dem Stoff und/oder der Papiersorte gewählt. Dabei können die beispielsweise kreisrunden Austrittsöffnungen einen Durchmesser besitzen, der vorzugsweise in einem Bereich von etwa 4 bis etwa 8 mm liegt.
Die Ausblasgeschwindigkeit des Austrittsstrahles der Belüftungseinrichtung ist vorzugsweise größer als etwa 35 m/s und vorzugsweise größer als etwa 50 m/s.
Optimale Ergebnisse lassen sich insbesondere bei höheren Luftgeschwindigkeiten und kleineren Luftmengen erzielen, d. h. es sind keine größeren Luftmengen erforderlich.
Die betreffende Walze kann beispielsweise durch einen Trockenzylinder gebildet sein. Dabei ist die Belüftungseinrichtung zweckmäßigerweise so aufgebaut und/oder isoliert, daß eine thermische Verformung und eine dadurch herbeigeführte Abweichung von der gewünschten Blasrichtung ausgeschlossen ist.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform dient die Belüftungseinrichtung gleichzeitig der Belüftung einer der Walze bzw. dem Trockenzylinder zugeordneten Haube. Sie kann mit Haubennzuluft-Temperatur betrieben sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine ist die Walze durch den ersten Zylinder der Trockenpartie gebildet. Es ist jedoch auch möglich, wenigstens einem der zweiten bis fünften Zylinder der Trockenpartie eine entsprechende Belüftungseinrichtung zuzuordnen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Walze durch eine glatte Preßwalze gebildet.
Grundsätzlich kann jedoch auch wenigstens einem weiteren Zylinder und/oder wenigstens einer weiteren glatten Walze eine entsprechende Belüftungseinrichtung zugeordnet sein.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausführungsformen angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer glatten Walze mit zugeordnetem Schaber und zugeordneter getrennter Belüftungseinrichtung,
2 eine schematische Darstellung einer glatten Walze mit zugeordnetem Schaber und im Schaber integrierter Belüftungseinrichtung,
3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer glatten Walze mit zugeordnetem Schaber und im Schaber integrierter Belüftungseinrichtung und
4 eine schematische Darstellung der Walze gemäß 3 im Abrißbetrieb.
Die 1 bis 4 zeigen in rein schematischer Darstellung jeweils eine glatte Walze 10 einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn 12, bei der es sich insbesondere um eine Karton- oder Papierbahn handeln kann. Der von der Materialbahn 12 umschlungenen Walze 10 ist ein Schaber 14 zugeordnet.
Bei der glatten Walze 10 kann es sich beispielsweise um einen Trockenzylinder oder um eine glatte Preßwalze handeln.
Der Walze 10 ist eine Belüftungseinrichtung 16 zugeordnet, deren Austrittsstrahl 18 in den Zwickel 20 zwischen der Walze 10 und der von dieser ablaufenden Materialbahn 12 gerichtet ist, um die Materialbahn 12 zu hinterlüften. Dabei ist der Austrittsstrahl 18 der Belüftungseinrichtung 16 direkt in den Zwickel 20 gerichtet.
Die Belüftungseinrichtung 16 kann insbesondere mit Druckluft versorgt sein.
Sie besitzt mehrere insbesondere durch Düsen, Blaslöcher, Blasschlitze und/oder dergleichen gebildete Austrittsöffnungen 22.
Bei den vorliegenden Ausführungsformen umfaßt die Belüftungseinrichtung 16 wenigstens ein Blasrohr. Dieses Blasrohr kann sich zumindest im wesentlichen über die gesamte Bahnbreite erstrecken.
Der in den Zwickel 20 gerichtete Austrittsstrahl 18 kann leicht gegen die Walzenoberfläche 24 gerichtet sein. Die Ausblasgeschwindigkeit des Aus trittsstrahls 18 kann variabel einstellbar sein. Sie ist in Abhängigkeit von dem Abstand der Belüftungseinrichtung 16 vom Zwickel 20 wählbar.
Die Teilung der Austrittsöffnungen 22 kann über die Bahnbreite variieren. So kann sich insbesondere der Abstand der Austrittsöffnungen 22 im Randbereich von dem im mittleren Bereich unterscheiden. Dabei kann der Abstand der Austrittsöffnungen 22 im Randbereich kleiner oder größer als im mittleren Bereich sein.
Die Belüftungseinrichtung 16 kann in dem Schaber 14 integriert oder an diesem befestigt sein (vgl. insbesondere die 2 bis 4).
Die Belüftungseinrichtung 16 kann mit einer (nicht gezeigten) Abdeckung versehen sein. Damit ist ausgeschlossen, daß diese Belüftungseinrichtung 16 zum Fetzenfänger wird.
Größe und/oder Anzahl der Austrittsöffnungen 22 werden zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von der Maschinengeschwindigkeit, dem Flächengewicht, dem Stoff und/oder der Papiersorte gewählt.
Die beispielsweise kreisrunden Austrittsöffnungen 22 können einen Durchmesser besitzen, der insbesondere in einem Bereich von etwa 2 bis etwa 12 mm und vorzugsweise in einem Bereich von etwa 4 bis etwa 8 mm liegt. Die Ausblasgeschwindigkeit des Austrittsstrahles 18 kann beispielsweise größer als etwa 35 m/s und vorzugsweise größer als etwa 50 m/s sein.
Ist die Belüftungseinrichtung 16 einer durch einen Trockenzylinder gebildeten Walze 10 zugeordnet, so kann sie gleichzeitig der Belüftung einer dem Trockenzylinder zugeordneten Haube dienen. Dabei kann die Belüftungseinrichtung 16 mit Haubenzuluft-Temperatur betrieben sein.
Während bei der Ausführungsform gemäß der 1 die Belüftungseinrichtung 16 getrennt vom Schaber 14 vorgesehen ist, ist sie bei den in den 2 bis 4 dargestellten Ausführungsformen im Schaber 14 integriert bzw. an diesem befestigt.
4 zeigt die Walze 10 im Abrißbetrieb. Dabei ist die Belüftungseinrichtung 16 so in dem Schaber 14 integriert bzw. an diesem befestigt, daß die Bahn 12 in diesem Abrißfall nicht zwischen Schaber und Belüftungseinrichtung läuft.

10: glatte Walze, Zylinder
12: Materialbahn
14: Schaber
16: Belüftungseinrichtung, Blasrohr
18: Austrittsstrahl
20: Zwickel
22: Austrittsöffnungen
24: Walzenoberfläche

Claims

Maschine zur Herstellung einer Materialbahn (12), mit wenigstens einer von der Materialbahn (12) umschlungenen glatten Walze (10), dadurch gekennzeichnet, daß der Walze (10) zur Verringerung des zum Ablösen der Materialbahn (12) von der glatten Walze (10) erforderlichen Zuges bzw. Bahnspannung eine sich zumindest im wesentlichen über die gesamte Bahnbreite erstreckende, mit Druckluft versorgte Belüftungseinrichtung (16) zugeordnet ist, deren Austrittsstrahl (18) in den Zwickel (20) zwischen der Walze (10) und der von dieser ablaufenden Materialbahn (12) gerichtet ist, um die Materialbahn (12) zu hinterlüften, wobei die Belüftungseinrichtung (16) mehrere kreisrunde Austrittsöffnungen (22) umfasst, die einen Durchmesser besitzen, der in einem Bereich von etwa 2 bis etwa 12 mm liegt.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsstrahl (18) der Belüftungseinrichtung (16) direkt in den Zwickel (20) gerichtet ist.
Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (22) durch Düsen, Blaslöcher, Blasschlitze und/oder dergleichen gebildet sind.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungseinrichtung (16) wenigstens ein Blasrohr umfaßt.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Zwickel (20) gerichtete Austrittsstrahl (18) der Belüftungseinrichtung (16) leicht gegen die Walzenoberfläche (24) gerichtet ist.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausblasgeschwindigkeit des Austrittsstrahls variabel einstellbar ist.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausblasgeschwindigkeit des Austrittsstrahls (18) in Abhängigkeit von dem Abstand der Belüftungseinrichtung (16) vom Zwickel (20) wählbar ist.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilung der Austrittsöffnungen (22) der Belüftungseinrichtung über die Bahnbreite variiert.
Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Abstand der Austrittsöffnungen (22) im Randbereich von dem im mittleren Bereich unterscheidet.
Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Austrittsöffnungen (22) im Randbereich kleiner ist als im mittleren Bereich.
Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Austrittsöffnungen (22) im Randbereich größer ist als im mittleren Bereich.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungseinrichtung (16) in einem der Walze (10) zugeordneten Schaber (14) integriert oder an einem solchen Schaber befestigt ist.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungseinrichtung (16) mit einer Abdeckung versehen ist.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe und/oder die Anzahl der Austrittsöffnungen (22) in Abhängigkeit von der Maschinengeschwindigkeit, dem Flächengewicht, dem Stoff und/oder der Papiersorte gewählt sind.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (22) einen Durchmesser in einem Bereich von etwa 4 bis etwa 8 mm besitzen.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausblasgeschwindigkeit des Austrittsstrahles (18) der Belüftungseinrichtung (16) größer ist als etwa 35 m/s.
Maschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausblasgeschwindigkeit des Austrittsstrahles (18) der Belüftungseinrichtung (16) größer ist als etwa 50 m/s.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (10) durch einen Trockenzylinder gebildet ist.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungseinrichtung (16) gleichzeitig der Belüftung einer der Walze bzw. dem Trockenzylinder zugeordneten Haube dient.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungseinrichtung (16) mit Haubenzuluft-Temperatur betrieben ist.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (10) durch den ersten Zylinder einer Trockenpartie gebildet ist.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einem der zweiten bis fünften Zylindern (10) einer Trockenpartie eine entsprechende Belüftungseinrichtung (16) zugeordnet ist.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (10) durch eine glatte Preßwalze gebildet ist.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungseinrichtung (16) in Querrichtung verschiedene Zonen aufweist, z. B. speziell für die Ränder.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung einer Karton- oder Papierbahn.