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Gegenstand
dieser Erfindung ist ein im Oberbegriff von Patentanspruch 1 dargelegtes
Verfahren.
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Wie
bereits bekannt, kommt in den Trockengruppen der auf Zylindertrockung
basierenden Trockenpartien von Papiermaschinen Doppelsiebführung und/oder
Einsiebführung
zur Anwendung. Bei der Doppelsiebführung weisen die Trockenzylindergruppen
jeweils zwei Siebbänder,
im Folgenden kurz als Siebe bezeichnet, auf, von denen das eine
die Bahn oberseitig und das andere die Bahn unterseitig gegen die
aufgeheizten Zylinderflächen
drückt.
Bei Einsiebführung
wiederum hat jede Trockenzylindergruppe nur ein Trockensieb, von
dem gestützt die Bahn
die gesamte Gruppe dergestalt durchläuft, dass das Trockensieb an
den Zylindern die Bahn gegen die aufgeheizten Zylinderflächen drückt und
die Bahn an den zwischen den Trockenzylindern angeordneten Umlenkwalzen
oder -zylindern auf die Außenseite
des Bogens zu liegen kommt. Somit befinden sich bei Einsiebführung die
Trockenzylinder außerhalb
und die Umlenkwalzern oder -zylinder innerhalb der Siebschlaufe.
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Mit
zunehmender Produktionsgeschwindigkeit der Papiermaschinen begannen
auch im Zusammenhang mit der Einsiebführung Lauf-, d.h. Runnabilityprobleme
aufzutreten, besonders in der ersten Trockenzylindergruppe der Trockenpartie.
Bekannt ist bereits, solche Probleme durch Einsatz verschiedenartiger
lauffördernder
Komponenten, im Folgenden Runnabilitykomponenten genannt, wie zum
Beispiel Blaskästen
(blow boxes) der von der Anmelderin unter der Handelsbezeichnung
HiRun angebotenen Art, zu mildern. Eine solche Runnabilitykomponente
ist in der FI-Patentschrift 110625 beschrieben, nämlich eine
in Papiermaschinen oder dergleichen einzusetzende Blasvorrichtung,
die einen Blaskasten umfasst, der im zwischen Sieb und Zylinder
gebildeten Ablaufnip angeordnet und mit wenigstens zwei nahe beim
Sieb angeordneten Düsen
ausgestattet ist. Die erste Düse
ist an der Stelle des vom Sieb und Zylinder gebildeten Ablaufnips
angeordnet und dient dazu, Luft weg von dem zwischen Sieb und Blasvorrichtung
befindlichen Spalt zu blasen. Die zweite Düse ist in Sieb laufrichtung
in einem Abstand vom besagten Ablaufnip angeordnet. Die aus den
Düsen austretenden
Luftstrahlen sorgen für
die Aufrechterhaltung eines Unterdruckes in dem Raum zwischen Blasvorrichtung
und Bahn. An der Blasvorrichtung ist außerdem in einem geringen Abstand
vom Ablaufnip ein sich zum Sieb hin erstreckendes Drosselorgan angeordnet,
das den zwischen der ersten und der zweiten Düse gebildeten unter Unterdruck
stehenden Raum in einen ersten, an den Ablaufnip angrenzenden Raum
verstärkten
Unterdruckes und einen zweiten, geringeren Unterdruck aufweisenden
Raum unterteilt. Vom Stand der Technik her ist auch eine Anordnung
bekannt, bei der beiderseits des Ablaufnips mechanische Dichtungen
in Verbindung mit Sog vorhanden sind.
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Zur
Abgrenzung der in Verbindung mit Runnabilitykomponenten erwünschten
Unterdruckzonen werden in Verbindung mit den Blasvorrichtungen u. dgl.
angeordnete Dichtungen eingesetzt. Hat das Trockensieb nicht die
richtige Spannung, kann es zu Durchbiegung des Siebes und damit
zur Abnutzung der Dichtungen der Blasvorrichtungen kommen, wonach
dann die Runnabilitykomponente nicht mehr in der gewünschten
Weise funktioniert. Dies hat eine Verschlechterung der Laufeigenschaften
und infolge reduzierter Produktionsgeschwindigkeit eine Verringerung
der Betriebsleistung zur Folge, was zu sehr beträchtlichen wirtschaftlichen
Verlusten führen kann.
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Die
Aufrechterhaltung der passenden Trockensiebspannung ist auch im
Hinblick auf die Runnability der Trockenpartie von Bedeutung, sodass also
die Kenntnis der Siebspannung und deren eventuellen Schwankungen
ein wichtiger Faktor hinsichtlich der Funktionstüchtigkeit der Trockengruppen
der Trockenpartie ist.
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In
der Praxis überwacht
man die Situation neuerdings durch Messen des im Taschenraum herrschenden
Unterdruckes. Dieses Messergebnis sagt jedoch nicht immer die ganze
Wahrheit. So kann zum Beispiel, lässt die Siebspannung aus irgendeinem Grund
nach, in der Tasche normaler Unterdruck herrschen obgleich das Sieb
infolge des Spannungsverlustes durchhängt und die Dichtungen der
Runnabilitykomponente eventuell verschlissen sind. Besonders problematisch
ist die Situation, wenn sich die Siebspannung wieder normalisiert,
weil dann der Unterdruck infolge der vom durchhängenden Sieb abgenutzten Dichtungen
nicht im gewünschten
Bereich bleibt.
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In
der Praxis kann die Siebspannung auch indirekt, nämlich rechnerisch
an Hand der Drücke des
Siebspanner-Hydraulikmotors überwacht
werden, jedoch hat der besagte Motor eine große Hysterese, sodass die so
erhaltene Spannung nur richtungsweisender Natur ist. Eines der nicht
unabdingbaren Ziele der Erfindung ist denn auch die Schaffung einer
rückgekoppelten
Spannungsmessung und einer genaueren Spannungsregelung.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Eliminieren und/oder Minimieren der oben genannten Probleme zu
schaffen.
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Gelöst werden
die vorgenannten und weiter unten aus dem Text hervorgehenden Aufgaben hauptsächlich mit
den im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angeführten Merkmalen.
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Gemäß der Erfindung
wird die Siebdurchbiegung zum Beispiel mit einem Laser-, optischen
oder mechanischen Messverfahren, bevorzugt in kontinuierlicher Weise,
gemessen. Die Messung wird in Form von berührungsfreier oder nicht berührungsfreier
Abstandsmessung verwirklicht. Nimmt die Siebdurchbiegung über eine
vorgegebene Alarmgrenze hinaus zu, wobei dann die Siebspannung nachgelassen
hat, so werden Maßnahmen
zur Behebung dieser Störung
ergriffen, damit es nicht zu einem Verschleiß der die Unterdruckzonen der
Blasvorrichtung begrenzenden Dichtungen kommt. Das Messen der Siebdurchbiegung
erfolgt unter Verwendung wenigstens eines Messpunktes, am besten
aber unter Verwendung mehrerer Messpunkte, sodass man über die
Krümmung
des Siebes genauere Information erhält, die wiederum zusammen mit
der Unterdruckmessung im Taschenraum Information über die
relative Spannung des Siebes liefert.
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Die
erfindungsgemäße Messung
erfolgt bevorzugt automatisch und kontinuierlich, kann aber auch
in Form manueller Messung in bestimmten Zeitabständen verwirklicht werden. Bei
automatischer Messung kann die Messvorrichtung entweder auf jener
Seite des Siebes, die die Bahn trägt, oder auf der entgegengesetzten
Seite angeordnet werden. Bei Einsatz einer manuellen Messvorrichtung
erfolgt die Messung bevorzugt von der Bahnseite her. Dabei können die
Dichtungen durch Einsatz eines verschleißfesten Elements an dem Dichtungselement oder
in der Nähe
desselben gegen Abnutzung geschützt
werden, sodass dann, sinkt die Siebspannung unverhofft, das Fehlen
von Rückkopplung
auf die Siebspannung keinen unmäßigen Verschleiß der Dichtungen
zur Folge hat.
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Beim
Messen der Siebdurchbiegung zum Beispiel mit einem Laser-, optischen
oder mechanischen Messverfahren in Kombination mit Unterdruckmessung
im Taschenraum lässt
sich aus den Messergebnissen rechnerisch die relative Siebpannung ermitteln,
da bei konstanter Spannung eine bestimmte Siebkrümmung einem bestimmten Unterdruck
entspricht, sodass also das erhaltene Messergebnis auch bei der
Steuerung des Taschenraums im Hinblick auf die Runnability in Situationen
genutzt werden kann, in denen die Siebspannung konstant gehalten
wird, aber die Saug/Blaswirkungen der Runnabilitykom ponente geregelt
oder das Funktionieren der Unterdruckmessung geprüft wird.
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Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform der
Erfindung erfolgt die Messung als Dreipunktmessung, wobei man aus
den Messergebnissen einen die Durchbiegung des Siebes charakterisierenden Kreisbogen
und zusammen mit den Ergebnissen der Unterdruckmessung im Taschenraum
eine Information über
die relative Spannung des Siebes erhält.
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Die
in Verbindung mit der Erfindung einzusetzende Messvorrichtung wird
im Falle kontinuierlicher Messung zum Beispiel stationär an der
Runnabilitykomponente befestigt.
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In
Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
arbeitet man bevorzugt mit Rückkopplung von
der Messung auf die Unterdruckregelung der Runnabilitykomponente
und die Siebspannungsregelung. Ergibt die Messung Siebspannungsprobleme,
werden die Ursachen der Spannungsveränderung geklärt und die
erforderlichen Korrekturmaßnahmen
durchgeführt.
Falls erwünscht,
können
auch mehrere Messvorrichtungen quer zur Sieblaufrichtung angeordnet
werden, sodass das Spannungsprofil des Siebes erfasst werden kann.
Die Anordnung kann auch mit der Siebpermeabilitäts-Messvorrichtung kombiniert
werden.
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Durch
rückgekoppelte
Spannungsmessung gemäß einem
vorteilhaften Merkmal der Erfindung lässt sich die Spannung genauer
regeln, weil man als Ergebnis die eingetretene Spannungsveränderung unabhängig von
der Hysterese der Regelung erhält.
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Im
Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung,
auf deren Details die Erfindung jedoch in keiner Weise eng begrenzt
werden soll, im Einzelnen beschrieben.
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Die
Zeichnung zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
in schematischer Darstellung.
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In
dem in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Erfindung in einer mit Einsiebführung arbeitenden Trockenzylindergruppe
der Papiermaschinen-Trockenpartie angeordnet. Von der Trockengruppe
sind in der Zeichnung zwei aufeinanderfolgende Trockenzylinder 10 und 12 und
ein(e) zwischen diesen unterhalb derselben angeordnete(r) Umlenkzylinder
oder Umlenkwalze 14 dargestellt. Die zu trocknende Papierbahn
W läuft vom
Trockensieb 16 gestützt,
das sich vom Trockenzylinder 10 der oberen Reihe zum Umlenkzylinder bzw.
zur Umlenkwalze 14 der unteren Reihe und weiter zum nächsten Trockenzylinder 12 der
oberen Reihe schlängelt.
In der zwischen den Trockenzylindern 10, 12, dem
Umlenkzylinder bzw. der Umlenkwalze 14 und dem Trockensieb 16 verbleibenden
Tasche I ist eine Runnabilitykomponente, zum Beispiel ein Blaskasten 30 angeordnet,
und der von diesem Kasten 30 bewirkte Unterdruck verbessert
das Laufverhalten der Papierbahn W bei der Zylindertrocknung wie
dies zum Beispiel in der FI-Patentschrift 110625 der Anmelderin
beschrieben ist.
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Mit
der Runnabilitykomponente 30 werden am Lauf der Bahn W
und des Siebes 16 vom Zylinder 10 zum Umlenkzylinder
bzw. zur Umlenkwalze 14 die Vakuumzonen 34' und 34'' geschaffen, die durch eine Dichtung 50,
bevorzugt eine Labyrinthdichtung, voneinander getrennt sind. Erzeugt
werden die vorgenannten Vakuumzonen 34' und 34'' mit
Hilfe der mit den Düsen 36, 44,
die mit den Blasluftkammern 36', 44' verbunden sind, bewirkten Luftströme, die
in der Zeichnung durch Pfeile dargestellt sind.
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Die
Zeichnung zeigt die Erfindung nur in Verbindung mit einem der möglichen
Runnabilitykomponenten-Typen 30; sie kann jedoch auch zusammen mit
vielen andersartigen Runnabilitykomponenten und auch in Situationen,
in denen keine Runnabilitykomponente, aber Information über die
Spannung des Trockensiebes 16 benötigt wird, eingesetzt werden.
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In
dem in der Zeichnung gezeigten bevorzugten Anwendungsbeispiel ist
an der Runnabilitykomponente 30 unterhalb der Dichtung 50 an
der der Bahn W und dem Sieb 16 zugewandten Wand die Messvorrichtung 60 angeordnet,
mit deren Hilfe die Krümmung
des Siebes 16 kontinuierlich gemessen wird. Weiter sind
in Verbindung mit der Messvorrichtung 60 Mittel zum Messen
des in der Tasche I herrschenden Unterdruckes angeordnet. Bei der
in der Zeichnung gezeigten Messvorrichtung 60 erfolgt die Messung
mit Laserstrahl als Dreipunktmessung. Als Messvorrichtung 60 kommt
zum Beispiel ein Lasermessgerät
oder ein optisches oder ein mechanisches Messgerät in Frage. Die von der Messvorrichtung 60 gelieferten
Messergebnisse werden der Recheneinheit 61 zugeleitet,
wo aus den Messergebnissen die Krümmung des Siebes 16 berechnet
wird, die wiederum Aufschluss über
die Durchbiegung des Siebes 16 liefert. Gemäß einer
bevorzugten Zusatzeigenschaft der Erfindung wird die Recheneinheit
mit einem Automationssystem 62 gekoppelt, über das
an Hand der Informationen, die die Messergebnisverarbeitung liefert,
die erforderlichen Maßnahmen
zur Korrektur der Spannung des Siebes 16 durchgeführt werden
können.
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Es
können
quer zur Bahnlaufrichtung auch mehrere solche Messvorrichtungen 60 angeordnet werden,
wobei dann neben der Durchbiegung des Siebes 16 auch dessen
Spannungsprofil ermittelt werden kann. Die Anordnung kann auch mit
der Siebpermeabilitäts-Messvorrichtung
gekoppelt sein.
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Das
in der Zeichnung gezeigte Dreipunktlasermessgerät 60 ist mit mehreren
Sensoren ausgestattet. Bei Bedarf kann auch, um ein zuverlässigeres Ergebnis
zu gewinnen, ein nicht auf der gleichen Geraden liegender vierter
Messpunkt benutzt werden (nicht dargestellt). Ein Teil der Messpunkte
oder auch alle Messpunkte lassen sich zum Beispiel durch mechanische „Fühler" ersetzen, jedoch
leidet darunter eventuell die Messgenauigkeit.
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Das
Messsystem 60, 61 kann mit einem Automationssystem 62 kombiniert
werden, in welchem der Abstand überwacht
wird und das die Dichtungsanordnung 50 der Runnabilitykomponente 30 je
nachdem, wie sich das Sieb 16 durchbiegt, verlagert. Auf diese
Weise wird eine Abnutzung der Dichtungen 50 vermieden und
die Aufrechterhaltung maximalen Unterdruckes im Ablaufnip sichergestellt.
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Zum
Messen der Siebspannung werden also der Krümmungsradius R des Siebes und
der Taschen-Unterdruck/Differenzdruck
p über
das Sieb hinweg gemessen, wobei man an dem nahezu vertikalen Sieblauf
im Taschenraum die relative Spannung T des Siebes nach der Formel
T = p×R
erhält. Bei
der Ergebnisverarbeitung können,
falls eine höhere
Genauigkeit der Spannung benötigt
wird, die Sieblaufrichtung, sofern sie wesentlich von der Vertikalen
abweicht, das Siebgewicht, die Produktionsgeschwindigkeit, das Papierbahngewicht
und die Papierbahnspannung berücksichtigt
werden.
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Die
Erfindung kann auch als so genannte Grundanordnung verwirklicht
werden, bei der die Spannung des Siebes 16 manuell mit
einem Lasermessgerät
gemessen wird. Die Positionen der Walzen und Zylinder 10, 12 und 14 sind
bekannt, und bei dieser Anwendung wird eine konstante Druckdifferenz über die
gesamte Strecke vom Trockenzylinder 10 bis zum Umlenkzylinder
bzw. zur Umlenkwalze 14 angenommen, wobei zur Durchführung der
Messung in Form von Einpunktmessung ein einziger Laser genügt. Gemäß der Erfindung
kann das Lasermessgerät
auch durch ein mechanisches oder ein anderes optisches Messgerät ersetzt
werden.
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Die
Erfindung eignet sich ausgezeichnet in Verbindung mit dem in der
Zeichnung gezeigten Konzept, jedoch kann mit ihr die Spannung des
Siebes 16 auch an jeder anderen beliebigen Stelle des Trockensiebumlaufs
gemessen werden sofern nur ein passender Druckunterschied über das
Sieb 16 hinweg herbeigeführt worden ist. Um ausreichenden Druckunterschied
zu bewirken, dichtet die am Sieb 16 anliegende Papierbahn
W das Sieb 16 ab, weil ja die Papierbahn W eine geringere
Luftdurchlässigkeit hat
als das Sieb 16 und dies bei gewissen Anwendungen sogar
unerlässlich
ist, um einen ausreichenden Druckunterschied zu erreichen.
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Die
Runnabilitykomponente kann auch so eingesetzt werden, dass sie nur
im Bahnaufführungsbereich
am Rand der Führerseite
vorhanden ist und die Bahn lediglich für die Dauer der Bahnaufführung an
das Sieb fixiert. An den Bahnrändern
treten Flattererscheinungen und andere Probleme am stärksten in
Erscheinung. Die Runnabilitykomponente, etwa ein Blas-, Saug- oder
Saugblaskasten, zum Beispiel die von der Anmelderin unter der Handelsbezeichnung
HiRun angebotene Blow box, kann auch lediglich in den Bahnrandbereichen
angeordnet werden, wobei dann keine über die gesamte Maschinenbreite
reichende Zone verstärkten
Unterdruckes vorhanden ist. Der zwischen den randseitig anzuordnenden
Runnabilitykomponenten liegende Abschnitt entspricht typenmäßig einem
High-Speed(HS)-Blaskasten. Als Vorteile ergeben sich dabei geringerer
Energieverbrauch, Auswechselbarkeit der HS-Box und bessere Bahnaufführung.
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Die
Erfindung wurde oben lediglich an Hand einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele
beschrieben, auf deren Details die Erfindung jedoch in keiner Weise
eng begrenzt werden soll.